Geräuschentstehung bei Stirnradgetrieben

Hallo Experten,

Geräuschentstehung im Getriebe kommt primär ja bekanntermaßen aus dem Zahneingriff. Mit folgender Formel kann die Zahneingriffsfrequenz berechnet werden :fz = n*z/60.
Dazu folgende Frage:
hat die Profilüberdeckung (oder Gesamtüberdeckung bei Schrägverzahnung) einen Einfluß auf die Erregungsfrequenz?
Laut Niemann (Maschinenelemente II, Seite 245) irgendwie schon?!
Hoffe auf zahlreiche Antworten :smile:

Mit freundlichen Grüßen
Tobias

Hallo Tobias,

im Zahnrad-Getriebebau treten oft folgende Geräuschursachen auf :

  1. Getriebekonstruktion [Verzahnungsgeometrie, Lagerung, Ausbildung und Werkstoff von Rädern, Wellen, Getriebegehäusen].
  2. Herstellungsfehler und -art der Verzahnung und der Lager.
    [Teilungsfehler, Oberflächen].
  3. Betriebsbedingungen [Drehzahl, Stossbelastung, Schmierung, Leistung].
  4. Akustik des Aufstellraumes [im geschl. Raum, oder im Freien usw].

Nun zu 1. Getriebekonstruktion Verzahnungsgeometrie :
Zähnezahlen :
je grösser die Zähnezahl, desto grösser das Geräusch und seine Frequenz (mehr Erregerimpulse pro Umdrehung). Andererseits sind bei
grosser Zähnezahl die Erregerimpulse nicht so stark wie bei kleiner
Zz. daher weniger störend. Frequenzen möglichst um 4000 Hz einstellen.
Wahl der Zähnezahlen als Primzahlen, um das periodische Zusammentreffen von Verzahnungsfehlern zu vermeiden.

Überdeckungsgrad :
Vergrössern von Epsilon, knapp über 2 wirkungsvoll (Schräg- oder Bogenvezahnung)Gleason, oder Hypoid-Verzahnung!
Zahnbreite :
Die Zahnbreite hat nur geringen Einfluss auf die Geräuschbildung.
Balligkeit der Flanke mindert Geräusche.
Zahnform :
Durch Kopfrücknahme in der Grösse der Zahnbiegung f Geräuschminderung.
f=(0,005-0,02)x Modul, nicht genormt.
Übersetzung und Profilverschiebung haben keinen Einfluss auf die
Geräuschbildung.
Die Lagerung in Gleitlagern ist ruhiger als die in Wälzlagern.
Starres Lagern mit kleinem Lagerspiel.
Räder, Wellen, Gehäuse :
Diese mitschwingenden Teile sind möglichst aus schwingungsdämpfenden Werkstoffen zu fertigen. Auch sind Einlagerungen von dämpfenden Materialien z.B. zwischen Radkörper und einem Zahnkranz möglich!
Gehäuse sollten so geteilt sein, dass die Einzelteile verschiedene
Eigenfrequenzen haben. (verschieden grosse Massen)
Je grösser die Wanddicken, je besser die Geräuschdämpfung.
Versteifungen der Gehäuse durch Stege und Rippen wirkungsvoll.
Zu 2. Herstellung :
Teilungsfehler verstärken die Geräuschbildung besonders, wenn die Zahndurchbiegung (Belastung) gering ist. Geschabte oder geschliffene
Zähne sind geräuscharm.
Zu 3. Betriebsbedingungen :
Je grösser die Drehzahl, oder je grösser die Belastung, desto grösser das Geräusch. Stösse durch elastische Kupplungen mindern.
Da man die Ölzähigkeit nur in geringem Maße ändern kann, hat die Schmierung kaum Einfluss auf die Geräuschbildung.

Lautstärke von Getrieben, Angabe in Phon :
Schneckengetriebe 70 - 75
Kleine bis mittlere Stirnradgetriebe 75 - 85
Turbinengetriebe, sehr gute 85
Turbinengetriebe, noch gute 95 - 100
grosse Schiffsgetriebe, sehr gute 100
grosse Schiffsgetriebe, noch gute 100

wenn Du weitere Fragen hast, melde Dich!

Gruss Wolfgang