Entwicklung einer Methode zur Geräuschoptimierung mehrstufiger Getriebe unter Berücksichtigung dynamischer Zusammenhänge

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Brecher
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung ; Akustik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273701591

Die Anforderungen an moderne Antriebsstränge sind vielseitig. Es werden ressourceneffiziente Antriebe gefordert, welche sich durch eine hohe Leistungsdichte, geringe Verluste und durch ein geringes Anregungsverhalten auszeichnen. Die Minimierung des Anregungsverhaltens ist zur Si-cherstellung geringer Verzahnungsgeräusche und zur Reduzierung dynamischer Lastüberhöhungen erforderlich. Bei Antriebssträngen mit Übersetzung größer als 5 und werden mehrstufige Getriebe verwendet. Dieser Fall liegt beispielsweise bei Getrieben für Fahrzeuge mit Elektroantrieb vor. Eine Anwendung, die akustisch hochanspruchsvoll ist. Bei der Auslegung von Getrieben werden heute die Kenngrößen des Drehfehlers oder des Zahnkraftpegels verwendet. Diese Kenngrößen werden mit einer Zahnkontaktanalyse berechnet. Auf dieser Basis wird jede einzelne Verzahnung eines mehrstufigen Getriebes optimiert. Es fehlt ein methodisches Vorgehen zur Optimierung der Akustik von mehrstufigen Getrieben unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen der Zahneingriffe. So werden Getriebe konstruiert, bei denen sich die Anregungen der Zahneingriffe negativ beeinflussen. Liegen die Zehneingriffsfrequenzen nah beieinander, kann es zu akustischen Phänomenen wie Schwebungen kommen, die als störend bzw. lästig empfunden werden. Teilweise liegen die Anregungsfrequenzen der Zahneingriffsharmonischen mehrstufiger Getriebe in einem Terz, was zu einem Anstieg der Lästigkeit führen kann. Eine Methode zur Bewertung von Getriebegeräuschen mehrstufiger Getriebe besteht nicht. Das Ziel dieses Vorhabens ist eine Methode zur Geräuschoptimierung mehrstufiger Getriebe unter Berücksichtigung dynamischer Zusammenhänge. Hierzu soll an einem einstufigen Getriebe entwickelte Methode zur gehörgerechten Bewertung der Anregung des Zahneingriffs auf mehrstufige Getriebe erweitert werden. Es gilt zu bewerten, wie Frequenzen der einzelnen Zahneingriffe wahrgenommen werden und welches Potenzial die Psychoakustik bietet, die Anregung mehrstufiger Getriebe zu bewerten. In einer theoretischen basierten und in experimentellen Untersuchungen erweiterten Vorgehensweise soll ein Modell zur gehörgerechten Bewertung von Getriebegeräuschen mehrstufiger Getriebe entwickelt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen