Herstellsimulation von Zahnrädern Validierung und Erweiterung

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1 Herstellsimulation von Zahnrädern Validierung und Erweiterung Bachelor- / Semester- / (Master-) arbeit Im Rahmen von Forschungstätigkeiten wird an der FZG Software zur Herstellsimulation von Stirnrädern entwickelt. Dabei werden Prozessgrößen über eine geometrische Abwälzsimulation ermittelt. Die berechneten Größen sind in den Stand der Technik einzuordnen. Ferner sind die Ergebnisse mittels einer vereinfachten Betrachtung nach Norm zu überprüfen. Für eine detaillierte Überprüfung soll exemplarisch FEM angewendet werden. Neben der Validierung sollen außerdem Vorschläge für eine Erweiterung der Berechnung erarbeitet werden. Interesse an Zahnradfertigung FEM-Kenntnisse

2 Kronenradverzahnung Abwälzsimulation, Anbindung an FVA Programme Bachelor- / Semester- / (Master-) arbeit Kronenradverzahnungen bestehen aus einem außenverzahnten Ritzel und einem Planrad. Die Achsen sind gekreuzt. Es ist eine kompakte Bauform bei hohen Übersetzungen möglich. Verglichen mit Schneckengetrieben weisen Kronenradverzahnungen einen geringeren Gleitanteil auf. Eine bestehende Matlab Software ist zu erweitern. Es sind Schnittstellen zu FVA Programmen vorzusehen. Die Geometrie der Verzahnung kann mittels des FVA Flankengenerators erzeugt werden. Verformungen der Wellen können mittels WELLNESS berechnet werden. Es ist bereits eine Abwälzsimulation für Kronenräder vorhanden, diese gilt es zu verallgemeinern, so dass eine Berechnung von Schrägverzahnungen möglich ist. Die Funktionalität ist an Beispielen zu überprüfen. & Selbständigkeit

3 Wälzfräsen Fertigungsbahnen Bachelor- / Semesterarbeit Das Wälzfräsen von Stirnrädern ist von der Kinematik mit einem Schneckengetriebe vergleichbar. Das Profil des Wälzfräsers ist eine Kontur, die über den kompletten Fräser verschraubt wird. Die kinematischen Zusammenhänge zwischen Fräser und Werkstück sind durch die Achslage und die Achsbewegungen vorgegebenen. Diese mathematischen Zusammenhänge sind herzuleiten und abzubilden. Von Interesse sind die Durchstoßpunkte der Fräserkontur mit Parallelebenen der Stirnebene des Stirnrads. Über den Axialvorschub des Fräsers sind alle Durchstoßkonturen des Fräsers mit den Paralellebenen zu ermitteln. Freude an mathematischen Zusammenhängen und Berechnungen Matlab

4 Erweiterung Stirnräder im Flankengenerator Bachelor- / Semesterarbeit Der Flankengenerator ist ein Programm, das Flankengeometrien auf Basis des Verzahnungsgesetzes berechnet. Dies erlaubt es dem Anwender bereits in einem frühen Stadium der Auslegung die Geometrie seiner Verzahnung zu berechnen. Für Stirnräder ist STplus ein Auslegungswerkzeug. Dies enthält Inhalte, die dem Flankengenerator noch fehlen. Die Berechnung vom Stirnradverzahnungen im Flankengenerator ist um die 0-Grad- Schleifscheibe, Kopfkantenbruch bei Außenverzahnungen, Doppelschrägverzahnungen und alternativen Flankenberandungen zu erweitern. Als Basis dient der vorhandene Matlab Quellcode. Dieser muss weiter ausgebaut und erweitert werden. Matlab

5 Einfluss exakter Geometrieverhältnisse beim innenverzahnten Eingriff auf Tragfähigkeit und Wirkungsgrad Bachelor- / Semester- / Masterarbeit Bei einer Hohlrad-Stirnrad Paarung mit geringer Zähnezahldifferenz sind sehr hohe Übersetzung möglich. Durch die geringe Zähnezahldifferenz kann es aber zu vorzeitigen Eingriff (ungünstig für Wirkungsgrad) oder Kopfeingriffsstörungen kommen. Die Auslegungsempfehlungen, sowie die Beeinflussungsfaktoren des Wirkungsgrads für eine solche Paarung sind nach Stand der Technik zu ermitteln. Die Durchbiegung der Verzahnung im Eingriff ist zu untersuchen. Einflussfaktoren auf den Wirkungsgrad sind anhand von Parameterstudien zu untersuchen. Die Ergebnisse der Arbeit sollen in Form einen Konstruktionsleitfadens anschaulich dokumentiert werden. Matlab/FEM

6 Spiroid und Spiroplan Bachelor- / Semester- / Masterarbeit Spiroid und Spiroplangetriebe sind von der Kinematik und Achslage her zwischen Schnecken und Hypoidgetrieben anzusiedeln. Sie weisen eine hohe Übersetzung, bei geringeren Herstellkosten als Kegelräder, auf. Eine bestehende Matlab Berechnung ist um weitere Schneckenformen zu erweitern. Ferner muss die Stabilität der Berechnung verbessert werden und dem Anwender Informationen zur Auslegung gegeben werden. Ferner ist eine Schnittstelle zu einem Berechnungsprogramm zu erstellen und anhand einer Studie zu testen. Matlab

7 Validierung Flankengenerator Bachelor- / Semesterarbeit Der Flankengenerator ist ein Programm, das Flankengeometrien auf Basis des Verzahnungsgesetzes berechnet. Dies erlaubt es dem Anwender bereits in einem frühen Stadium der Auslegung die Geometrie seiner Verzahnung zu berechnen. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurde die Funktionalität des Flankengenerators im Softwareumfeld der Forschungsvereinigung Antriebstechnik abgesichert. Eine Alternative zur Berechnung von Flankengeometrien stellt HyGEARS TM dar. Anhand von ausgewählten Beispielen werden die Berechnungsergebnisse beider Programme verglichen. Hierfür ist eine geeignete Methode zu wählen, die es erlaubt Abweichungen zu quantifizieren. Für eine Interpretation der Ergebnisse ist ein Vergleich der Berechnungsalgorithmen vorzunehmen.

8 Lehrkonstruktion Bachelor- / Semesterarbeit Die Lehrveranstaltung beinhaltet verschiedene Konstruktionen. Im Rahmen einer stetigen Verbesserung, soll ein alternatives Konstruktionskonzept ausgearbeitet werden. Im Rahmen der Arbeit sollen Arbeitspakete aus der Konstruktion abgeleitet werden, welche die Inhalte der Vorlesung vertiefen. Ausgezeichneter Umgang mit CAD-Software Erfahrungen im Bereich der Konstruktion Affinität zu Lehre Ende: bis Juli