Wirkungsgrad- und akustikoptimierte Verzahnung

Die vorliegende Arbeit dokumentiert ein Forschungsvorhaben, bei dem der Wirkungsgrad einer Verzahnung erhöht wird, jedoch die damit einhergehenden nachteiligen Geräuscheigenschaften durch zusätzliche akustische und psychoakustische Optimierungen gemindert werden. Das untersuchte Einsatzgebiet betrifft industriell gefertigte elektrische Automobil-Antriebe. Die Wirkungsgradoptimierung erfolgt durch eine LowLoss-Auslegung, bei der insbesondere der Eingriffswinkel sowie die Zähnezahl gesteigert werden. Die Geräuschoptimierung folgt akustischen und psychoakustischen Optimierungsansätzen, bei denen nach Auslegung der Verzahnung sowie einer Mikrogeometriemodifikation die Mikrogeometrievariation und die inäquidistante Verzahnung unabhängig voneinander als Technologien auf Basis einer LowLoss-Verzahnung untersucht werden. Dabei findet die Wahl der Mikrogeometrievariationsparameter durch die Optimierung der Verzahnungsanregung anhand des Drehfehlerverlaufs statt. Besonderes Augenmerk wird auf das Ordnungsspektrum des Anregungssignals gelegt. Die Auslegung der inäquidistanten Verzahnung erfolgt durch eine maximal zulässige Dimensionierung der Inäquidistanzparameter, wobei Festigkeitseigenschaften als restriktiv gesehen werden. Sowohl die LowLoss-Verzahnung als auch darauf basierend die mikrogeometrievariierte und die inäquidistante Optimierungsvariante werden hergestellt und im Kontext eines bestehenden Automobil-Elektroantriebes erprobt. Dabei werden die Körperschall-, aber auch Luftschallsignale akustisch und psychoakustisch ausgewertet und diskutiert. […]