DE102017222903A1

DE102017222903A1 - Noise-optimized gearing

Info

Publication number: DE102017222903A1
Application number: DE102017222903.9A
Authority: DE
Inventors: Dirk Leimann
Original assignee: ZF Wind Power Antwerpen NV; ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Wind Power Antwerpen NV; ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-06-19
Also published as: WO2019115181A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad mit mindestens einer Zahnflanke (101). Die Länge mindestens einer über die Zahnflanke (101) verlaufenden Berührlinie (111) ist größer als die Breite der Zahnflanke (101).The invention relates to a toothed wheel with at least one tooth flank (101). The length of at least one contact line (111) extending over the tooth flank (101) is greater than the width of the tooth flank (101).

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a gear according to the preamble of claim 1.

Bei Windkraftgetrieben steht nicht nur die Lautstärke von Geräuschemissionen im Fokus, sondern auch deren Tonalität. Tonalitäten werden als besonders störend empfunden und sind daher nach IEC 61400 Teil 11 ein Zulassungskriterium.Wind turbine transmissions focus not only on the volume of noise emissions, but also on their tonality. Tonalities are perceived as particularly disturbing and are therefore according to IEC 61400 Part 11 an admission criterion.

Tonalitäten entstehen vornehmlich im Teillastbetrieb. Optimiert man die Verzahnung so, dass die Tonalitäten im Teillastbetrieb abnehmen, verschlechtern sich die Eigenschaften bei hoher Belastung. Insbesondere die Lebensdauer der Verzahnung im Volllastbetrieb verringert sich.Tonalities arise primarily in partial load operation. Optimizing the gearing so that the tonalities decrease in partial load operation, the properties deteriorate under high load. In particular, the life of the teeth in full load operation is reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Tonalitäten in den Geräuschemissionen einer Verzahnung zu verringern, ohne die Belastbarkeit zu verschlechtern.The invention has for its object to reduce tonalities in the noise emissions of a tooth, without deteriorating the capacity.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Zahnrad nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.This object is achieved by a gear according to claim 1. Preferred developments are contained in the subclaims.

Das erfindungsgemäße Zahnrad ist schrägverzahnt. Insbesondere kann es sich um ein evolventenverzahntes Zahnrad handeln. Es weist mindestens eine Zahnflanke auf.The gear according to the invention is helically toothed. In particular, it may be an involute gear. It has at least one tooth flank.

Eine Zahnflanke eines Zahns eines ersten Zahnrads ist ein Teil einer Oberfläche des Zahns. Das Zahnrad ist ausgebildet ist, in der Zahnflanke mit einem Teil der Oberfläche mindestens eines Zahns eines Zahnrads in direkten Kontakt zu kommen und dadurch ein Drehmoment zu übertragen, wenn das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad miteinander kämmen.A tooth flank of a tooth of a first gear is part of a surface of the tooth. The gear is configured to come into direct contact with a portion of the surface of at least one tooth of a gear in the tooth flank and thereby transmit a torque when the first gear and the second gear mesh with each other.

Erfindungsgemäß ist die Länge mindestens einer über die Zahnflanke verlaufenden Berührlinie größer als die Breite der Zahnflanke.According to the invention, the length of at least one contact line extending over the tooth flank is greater than the width of the tooth flank.

Bei einer Berührlinie handelt es sich um eine Linie entlang derer sich ein Eingriffspunkt über die Zahnflanke bewegt. Ein Eingriffspunkt ist wiederum ein Punkt, in dem die Flanken zweier miteinander kämmender Zahnräder sich berühren.A touch line is a line along which an engagement point moves over the tooth flank. An engagement point is again a point at which the flanks of two intermeshing gears touch each other.

Die Breite der Zahnflanke ist ein axialer Abstand zweier Ränder der Zahnflanke, den die Zahnflanke axial begrenzen.The width of the tooth flank is an axial distance between two edges of the tooth flank, which axially delimit the tooth flank.

Die Länge der Berührlinie ist abhängig vom Schrägungswinkel der Verzahnung des Zahnrads. Um also eine erfindungsgemäße Verzahnung zu entwerfen, muss der Fachmann den Schrägungswinkel so variieren, dass sich eine erfindungsgemäße Berührlinie ergibt.The length of the contact line is dependent on the helix angle of the toothing of the gear. Thus, in order to design a toothing according to the invention, the person skilled in the art must vary the helix angle such that a touch line according to the invention results.

In einer bevorzugten Weiterbildung beträgt die Summe aller Teilstücke der Berührlinie, in denen ein Einzeleingriff stattfindet, mehr als 20% der Breite der Zahnflanke. Die Summe aller Teilstücke der Berührlinie, in denen ein Einzeleingriff stattfindet, ergibt sich als Differenz aus der Länge der Berührlinie und der Summe der Längen aller Teilstücke, in denen ein Doppel- oder Mehrfacheingriff stattfindet.In a preferred development, the sum of all sections of the contact line in which a single engagement takes place is more than 20% of the width of the tooth flank. The sum of all sections of the contact line in which a single engagement takes place results as the difference between the length of the contact line and the sum of the lengths of all sections in which a double or multiple engagement takes place.

In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung beträgt die Summe der Längen aller Teilstücke der Berührlinie, in denen ein Einzeleingriff stattfindet, weniger als 40% der Breite der ZahnflankeIn a further preferred development, the sum of the lengths of all sections of the contact line in which a single engagement takes place is less than 40% of the width of the tooth flank

Eine darüber hinaus bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Berührlinie die axialen Ränder der Zahnflanke miteinander verbindet. Dies bedeutet, dass ein Anfangs- und ein Endpunkt der Berührlinie jeweils auf einem axialen Rand der Zahnflanke liegt.A further preferred embodiment provides that the contact line connects the axial edges of the tooth flank with each other. This means that a start and an end point of the contact line lie in each case on an axial edge of the tooth flank.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt:

1 eine Zahnflanke.

A preferred embodiment of the invention is in 1 shown. In detail shows:

1 a tooth flank.

Die Zahnflanke 101 gemäß 1 erstreckt sich zwischen vier Rändern - einem ersten axialen Rand 103, einem zweiten axialen Rand 105, einem ersten radialen Rand 107 und einem zweiten radialen Rand 109.The tooth flank 101 according to 1 extends between four edges - a first axial edge 103 a second axial edge 105 a first radial edge 107 and a second radial edge 109 ,

Eine Berührlinie 111 verläuft zwischen zwei Anfangs- und Endpunkten A und E. Der Punkt A liegt auf dem ersten axialen Rand 103, der zweite Punkt E auf dem zweiten axialen Rand 105. Entsprechend ist die Länge der Berührlinie 111 größer als die Breite der Zahnflanke 101.A touch line 111 runs between two start and end points A and E. The point A lies on the first axial edge 103 , the second point E on the second axial edge 105 , Accordingly, the length of the contact line 111 greater than the width of the tooth flank 101 ,

Auf der Berührlinie 111 liegen die Punkte B und D. In den Punkten B und D findet ein Übergang vom Einzel- zum Doppeleingriff statt. Entsprechend handelt es sich bei den Teilstücken AB und DE um Teilstücke der Berührlinie 111, in denen ein Einzeleingriff stattfindet. In dem Teilstück BD findet ein Doppeleingriff statt.On the touch line 111 points B and D are located. At points B and D there is a transition from single to double engagement. Accordingly, it is the sections FROM and DE around sections of the touch line 111 in which a single intervention takes place. In the section BD a double intervention takes place.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

101101: Zahnflanketooth flank
103103: erster axialer Randfirst axial edge
105105: zweiter axialer Randsecond axial edge
107107: erster radialer Randfirst radial edge
109109: zweiter radialer Randsecond radial edge
111111: Berührliniecontact line

Claims

Gear with at least one tooth flank (101); characterized in that the length of at least one over the tooth flank (101) extending contact line (111) is greater than the width of the tooth flank (101).

Gear after Claim 1 ; characterized in that the sum of the lengths of all portions of the contact line (111) in which a single engagement takes place, more than 20% of the width of the tooth flank (101).

Gear according to the preceding claim; characterized in that the sum of the lengths of all portions of the contact line (111) in which a single engagement takes place is less than 40% of the width of the tooth flank (101).

Gear according to one of the preceding claims; characterized in that the contact line (111) interconnects the lateral edges (103, 105) of the tooth flank (101).