Antriebsstrangschwingungen: Grundlagen und getriebetechnische Vertiefung (TAE)

Bei der Auslegung von Antriebssträngen spielen Fragen zum Schwingungsverhalten eine immer größer werdende Rolle. So wirkt sich das dynamische Verhalten nicht nur in Form von zusätzlichen Beanspruchungen der Antriebsstrangelemente aus, sondern hat auch negative Auswirkungen z.B. auf das Geräusch einer Maschine und kann damit den Einsatzbereich erheblich einschränken. Nicht zuletzt ist das Geräusch auch zunehmend ein Qualitätsmerkmal.

Während im ersten Modul dieses Seminars ein breiter Überblick zur Entstehung, Diagnose und Vermeidung von Schwingungen im Antriebsstrang vermittelt wurde, liegt im zweiten Teil der Fokus auf Getrieben und Verzahnungen als zentrale Elemente in einem Antriebsstrang.

Grundsätzlich können beide Module unabhängig besucht werden, jedoch setzt Modul 2 durchaus Grundwissen aus Teil 1 voraus.

Ausgehend von den im ersten Teil erarbeiteten Grundlagen werden die Besonderheiten der Schwingungsanregung von Verzahnungen vertieft erläutert.

In Modul 1 werden auf Basis der theoretischen Zusammenhänge werden die Grundlagen der Messtechnik einschließlich der Frequenzanalyse erläutert. Dabei wird auf die unterschiedlichen Ursachen der Schwingungsanregung in einem Antriebsstrang eingegangen.

In Modul 2 werden die Aspekte der Makrogeometrie wie die Getriebebauform als auch die Wahl der Verzahnungsgeometrie und der Übersetzung vorgestellt. Andererseits wird aber auch der Einfluss die Mikrogeometrie in Form von Verzahnungskorrekturen näher untersucht. 

Der Lehrgang richtet sich an Fachleute, Konstrukteure und Fertigungstechniker, Ingenieure und Techniker aus den Bereichen Entwicklung, Konstruktion und Versuch, die an Fragen der Schwingungstechnik und damit der Akustik von Antriebssträngen mit dem besonderen Fokus auf Getriebe interessiert sind. 

Modul 1
Donnerstag, 21. und Freitag, 22. November 2024
9.00 bis 12.15 und 13.15 bis 16.30 Uhr

Grundlagen der Maschinendynamik

• Ein- und Mehrmassen-Schwinger
• Freiheitsgrade und Modellbildung
• Antriebsstränge: Reduzierung auf eine Welle
• Eigenfrequenzen und Eigenformen / Eigenvektoren
• Anregungsursachen: Antriebs- und Arbeitsmaschine, Getriebe 
• Unwuchten, Biegeschwingungen, Kreiseleffekte
• Schwingungsisolierung und Schwingungstilgung
• Dämpfung
• Beispiele

Schwingungsanalyse: Zeitbereich und Frequenzbereich

• Fouriertransformation, FFT
• Anforderungen an Messwerterfassung: Abtastrate etc.
• Analyse der Frequenzspektren und Interpretation (Seitenbänder)
• Anwendung der Schwingungsanalyse in der QS
• Anwendung der Schwingungsanalyse im Betrieb: Schadenserkennung 

 Schwingungs- und Geräuschmessung

• Sensoren zur Schwingungsmessung
• Geräuschmessung: Schalldruck und Schallleistung
• Messaufbau – Raumeinfluss

 Schwingungsverhalten von Antriebsstrangelementen

• Getriebe
• Wälzlager
• Kupplungen
• Riemen
• Elektromotoren
• Gelenkwellen
• Verbrennungsmotoren

Verzahnungen

• Schwingungsanregung beurteilen und beeinflussen
• Einfluss der Verzahnungsgeometrie, -abweichungen und -korrekturen

Beispiel Messaufbau zum Schwingungsverhalten von Antriebsträngen

Modul 2
Montag, 5. und Dienstag, 6. Mai 2025
9.00 bis 12.15 und 13.15 bis 16.30 Uhr

Maschinendynamik – Wiederholung und Auffrischung

• Eigenfrequenzen und Eigenformen
• Schwingungsanregung und -antwort

Modalanalyse

• Experimentelle Modalanalyse

Schallabstrahlungsberechnung und psychoakustische Bewertung

• Schallabstrahlungsberechnung
• Kenngrößen der Psychoakustik

Getriebe und Verzahnungen

• Grundlagen zur Verzahnungsgeometrie: Verzahnungsgesetz, Evolvente, Geometrie
• Schwingungsanregung beurteilen und beeinflussen
• Einfluss der Verzahnungsfertigung

Verzahnungskorrekturen

• Korrekturarten
• Herstellung von Verzahnungskorrekturen
• Robuste Korrekturen
• Praktische Beispiele

Beispiel: Auslegung eines Stirnradgetriebes

• Auswahl der Verzahnung – Minimale Schwingungsanregung
• Getriebekonzept, Einfluss Achsabstand und Übersetzung