Innovative Nutzung des 3D-Drucks für schwingungsarme Zahnradverbindungen (SilentGear)

Abstract

Der Schwerpunkt des Vorhabens liegt in der Entwicklung einer innovativen Zahnradwelle mithilfe der metallisch additiven Fertigung. Durch die Ausnutzung der Technologie und Gestaltungsfreiheit des metallischen 3D-Drucks kann das Verfahren zur Reduktion der Geräuschemission von Getrieben genutzt werden. Im Fokus steht dabei die geometrische Optimierung der Verzahnung (Mikro- und Makrogeometrie des Zahns, Radkörper) und der Antriebswelle. Besonders im Bereich der Elektromobilität sollen Schwingungen, welche durch ungleichmäßige Übersetzungen (Drehwegfehler) hervorgerufen werden, eliminiert werden, um die Lebensdauer zu erhöhen und die Getriebeakustik zu minimieren. Durch eine Topologieoptimierung und die Verbesserung von Werkstoffeigenschaften (Anisotropie und Eigenspannungen) streben wir die Reduzierung des Drehwegfehlers an. Im Rahmen von numerischen Voruntersuchungen konnte eine rechnerische Minimierung des Drehwegfehlers durch eine gezielte Versteifung bereits realisiert und damit die generelle Machbarkeit bestätigt werden.