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Theuer, M., Denkena, B., Grove, T., Geldermann, T.:

Titel:Simulationsunabhängige Methodik zur Kontaktflächenberechnung im Zahnfußbereich beim kontinuierlichen Wälzschleifen
Jahr:2017
Kategorie:Konferenz

Abstract

Zahnräder werden in vielen Industriebereichen, wie beispielsweise der Antriebstechnik, genutzt und gehören zu den grundlegenden Konstruktionselementen des Maschinenbaus. Bei der Endbearbeitung dieser Zahnräder findet häufig das kontinuierliche Wälzschleifverfahren Anwendung, dessen komplizierte Kinematik der eines Schneckengetriebes ähnelt. Das bei diesem Prozess auftretende thermo-mechanische Belastungskollektiv bestimmt maßgeblich den Randzonenzustand des geschliffenen Werkstücks, welcher unmittelbaren Einfluss auf die Zahnfußtragfähigkeit der hergestellten Verzahnungen ausübt. Um das Belastungskollektiv in diesem besonders beanspruchten Bereich abzuschätzen, werden die auftretenden Eingriffsverhältnisse und Kontaktflächen während des Schleifprozesses benötigt. Im Gegensatz zu gängigen Umfangsschleifprozessen sind diese jedoch noch nicht hinreichend durch analytische Modelle beschrieben, sodass auf die Verwendung aufwendiger numerischer Simulationen zurückgegriffen werden muss. Deshalb wurde am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover ein analytisches Modell weiterentwickelt, das die Eingriffsbedingungen im Zahnfußbereich beschreibt und deren Berechnung ermöglicht. Zur Validierung des Modells wurden die analytisch ermittelten Ergebnisse mit numerischen Materialabtragssimulationen verglichen. Durch die hohe Übereinstimmung der beiden Modelle wurde die entwickelte Methodik verifiziert und kann folglich für eine gute Abschätzung der im Prozess vorliegenden Kontaktflächen genutzt werden.