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Geometrieerzeugung von Evolventenzahntrieben: Profilverschobene schrägverzahnte Stirnzahnräder
(2022)
In dieser Arbeit wird die Zahnradgeometrie von Stirnrädern berechnet und formatiert, um sie in ein CAD-Programm zu übertragen. Dabei werden die Konturen der Evolvente und der Trochoide nach den gleichen Regel wie bei der Herstellung durch Wälzfräsen erzeugt. Der Anwender hat die Möglichkeit die Haupteigenschaften wie Modul, Zahnkopfspiel und Eckenverrundung einzugeben. Zusätzlich können auch schrägverzahnte, profilverschobene Stirnräder mit Hochverzahnung und Kopfkürzung erzeugt werden.
Per Datenausgabe werden die Koordinaten gespeichert und durch ein Makro in das CAD-Programm übertragen. Aus den beiden Konturzügen wird der 3D-Körper durch Austragen entlang der Helix erzeugt.
Zur Weiterverarbeitung wird die Zahnradgeometrie nach manueller Tesselierung in ein universales Dateiformat exportiert.
In this paper, the mechanical damage behavior is investigated based on the characteristic roughness on the surface and the orientation of superficial structures. The main goal is to explore the surface roughness on mechanically loaded copper conductors as a lifetime indicator. For this purpose, copper conductors are mechanically stressed in accordance with EN 50,396 and then examined metallographically and microscopically. The microstructure examination shows that the roughness is caused by material extrusion and cracks due to work hardening in the surface area. Using confocal microscopy, it is shown for the first time that significant formation of surface roughness takes place over the service life of copper conductors. The roughness increases monotonically, but not linearly with number of cycles, due to internal microstructural processes and can be divided into three sections. First inspections of the conductor surface over lifetime show a correlation between the intensity of structures orientated 45° to the loading direction and the roughness. This phenomenon, already known from microscopic slip lines, is thus also evident in macroscopic roughness formation and is well founded by the research theory on material extrusion along dislocation lines. In summary, a lifetime determination is possible based on its developing roughness which enables the utilization as a sensor element.