Konzeption und Auslegung von geräuschoptimierten inäquidistanten Verzahnungen

In elektrischen Antriebssträngen, wie zum Beispiel in Elektrofahrzeugen, sind Zahnradgetriebe aufgrund einer nur geringen Maskierung durch den Antrieb und den stark tonhaltigen Geräuschcharakter des Zahneingriffes häufig die dominante Geräuschquelle. Der aus anderen Bereichen der Technik bekannte Ansatz einer Geräuschminderung lästiger tonhaltiger Geräuschkomponenten mittels unregelmäßiger Geometrien wird im Rahmen dieser Arbeit auf Verzahnungen übertragen. Es entsteht die inäquidistante Verzahnung. In dieser Arbeit werden Methoden entwickelt, mit denen die neuartige inäquidistante Verzahnung von Grund auf konzipiert, ausgelegt und akustisch optimiert werden kann. Mittels analytischer Berechnungsansätze, numerischer Simulationen, experimenteller Untersuchungen und psychoakustischer Hörversuche werden Methoden entwickelt, um inäquidistante Stirnradverzahnungen geräuschoptimal auszulegen.
Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass das Geräusch von Zahnradgetrieben durch inäquidistante Verzahnungen im Hinblick auf die Tonhaltigkeit wie auch auf den Summenschalldruckpegel deutlich gemindert werden kann. Mittels der entwickelten Methoden zur Konzeption und Auslegung von geräuschoptimierten inäquidistanten Verzahnungen kann das Geräuschminderungspotenzial von inäquidistanten Verzahnungen im Vergleich zu konventionellen Verzahnungen berechnet werden.