Modulation der Zahneingriffsschwingungen von Planetengetrieben

Von:

Daniel Fritz Plöger

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Planetengetriebe zeigen, im Gegensatz zu Standgetrieben, hochgradig modulierte Schwingungen. Der Umfang der Experimente in der Literatur ist jedoch eher gering. Deshalb ist es das Ziel dieser Arbeit, die Schwingungen kleiner marktüblicher Servo-Planetengetriebe zu untersuchen. Im ersten Schritt dieser Dissertation wird ein Versuchsaufbau entwickelt, welcher Prüfgetriebe bei definierter Drehzahl, Last und Temperatur betreiben kann. Sechs verschiedene Getriebetypen stehen zur Verfügung, wobei für den am intensivsten untersuchten Getriebetypen sechs identische Prüfgetriebe existieren. Die aufgezeichneten Schwingungssignale der Planetengetriebe werden mittels zweier Methoden untersucht, welche sich beide auf eine Ordnungszerlegung stützen. Zunächst wird ein dynamisches Modell der untersuchten Getriebe identifiziert. Dabei können mehrere ausgeprägte Resonanzen beobachtet werden. Zudem liegen für die einzelnen Resonanzen unterschiedliche Modulationen vor. Deshalb wird eine zweite Methode mit dem Ziel, die Modulation der einzelnen Prüfgetriebe zu charakterisieren, entwickelt. Alle Schwingungen werden dabei zu einer Schwingungssignatur aggregiert. Die Ergebnisse zeigen eindeutige Schwingungssignaturen der individuellen Prüfgetriebe mit drei charakteristischen Merkmalen. Eine Komponente der Schwingungen ist synchron mit dem Planetenträger moduliert, eine weitere synchron mit dem Sonnenrad. Zusätzlich kann ein unmodulierter Anteil vorliegen. Mittels eines numerischen Mehrkörpermodells können zufällig verteilte geometrische Abweichungen in den Lagern definiert werden. Eine Korrelationsanalyse der simulierten Schwingungssignaturen und der geometrischen Abweichungen zeigt, dass die drei Modulationsarten einzelnen Ursachen zuzuordnen sind.