000713839 001__ 713839 000713839 005__ 20230408005428.0 000713839 0247_ $$2HBZ$$aHT019591150 000713839 0247_ $$2Laufende Nummer$$a36857 000713839 0247_ $$2datacite_doi$$a10.18154/RWTH-2018-01316 000713839 020__ $$a978-3844056839 000713839 037__ $$aRWTH-2018-01316 000713839 041__ $$aGerman 000713839 082__ $$a620 000713839 1001_ $$0P:(DE-82)IDM01241$$aHajeck, Karl Marko$$b0$$urwth 000713839 245__ $$aZahnfußtragfähigkeit pulvermetallurgisch hergestellter Zahnräder$$cMarko Hajeck$$hprint, online 000713839 246_3 $$aTooth Root Bearing Capacity of Gears Made by Powder Metallurgical Manufacturing Processes$$yEnglish 000713839 260__ $$aAachen$$bShaker Verlag$$c2018 000713839 300__ $$a1 Online-Ressource (XIII, 211 Seiten) : Illustrationen, Diagramme 000713839 3367_ $$02$$2EndNote$$aThesis 000713839 3367_ $$0PUB:(DE-HGF)11$$2PUB:(DE-HGF)$$aDissertation / PhD Thesis$$bphd$$mphd 000713839 3367_ $$0PUB:(DE-HGF)3$$2PUB:(DE-HGF)$$aBook$$mbook 000713839 3367_ $$2BibTeX$$aPHDTHESIS 000713839 3367_ $$2DRIVER$$adoctoralThesis 000713839 3367_ $$2DataCite$$aOutput Types/Dissertation 000713839 3367_ $$2ORCID$$aDISSERTATION 000713839 4900_ $$aWerkstoffanwendungen im Maschinenbau$$v14 000713839 502__ $$aDissertation, RWTH Aachen University, 2017$$bDissertation$$cRWTH Aachen University$$d2017$$gFak04$$o2017-03-29 000713839 500__ $$aDruckausgabe: 2018. - Auch veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 000713839 5203_ $$aPulvermetallurgisch hergestellte Zahnräder versagen bei der Prüfung hauptsächlich durch Zahnfußbruch. Trotz nahezu vollständig nachverdichtetem Material in der Zahnfußoberfläche werden unterlegene Tragfähigkeiten gegen die anliegende Biegebelastung nachgewiesen, wenn sie mit konventionell hergestellten Zahnrädern verglichen werden. Hingegen wird die Zahnflankentragfähigkeit als konkurrenzfähig angesehen. Die unterlegenen Zahnfußtragfähigkeiten führen, in Zusammenhang mit fehlenden Auslegungsrichtlinien für pulvermetallurgisch hergestellte Bauteile, dazu, dass pulvermetallurgische Zahnräder nicht standardmäßig in Automobilgetrieben eingesetzt werden. Dies gilt trotz des für Großserienbauteile wie Zahnräder günstigeren und energiesparenderen pulvermetallurgischen Fertigungsprozesses. Um Optimierungspotenziale aufzudecken, wurde die Zahnfußtragfähigkeit von zwei verschiedenen pulvermetallurgisch hergestellten Zahnrädern auf Basis der Schwingfestigkeiten von Laborproben berechnet. Der gewählte Werkstoff ist ein Sinterstahl mit 0,85% Molybdän, der sich für die Zahnradherstellung eignet. Die in der Berechnung berücksichtigten Einflussgrößen sind die Dichte, die Geometrie und der Kohlenstoffgehalt. Sie wurden bei der Herstellung der Proben systematisch in geeigneten Bereichen variiert. Als zusätzliches Ergebnis der Tragfähigkeitsberechnungen ist die Schwingfestigkeit des Werkstoffs in Abhängigkeit von den genannten Einflussgrößen bekannt und kann mit den in der Arbeit enthaltenen Gleichungen und Koeffizienten vollständig beschrieben und zur Berechnung herangezogen werden. Parallel dazu wurden zwei Versuchsreihen der beiden Zahnradvarianten gefertigt und anschließend im Pulsator auf ihre Zahnfußtragfähigkeit hin untersucht, um einen Vergleich mit der Berechnung anstellen zu können. Der relative Fehler zwischen gemessener und berechneter Tragfähigkeit liegt für beide Varianten unterhalb von 5%. Die Berechnungen geben Aufschluss darüber, wie tief der Zahnfuß minimal verdichtet werden muss, um eine optimale Tragfähigkeit zu erreichen. Auch wurden die Anteile an der Tragfähigkeit ermittelt, welche die Fertigungsschritte Nachverdichten, Aufkohlen und Härten unabhängig voneinander erreichen können. Auf Basis der treffsicheren Berechnung konnte abgeschätzt werden, inwieweit eine spannungsmechanische Zahnfußformoptimierung die Zahnfußtragfähigkeit steigern kann.$$lger 000713839 520__ $$aGears made by powder metallurgical manufacturing processes fail in testing mainly by tooth root fracture. If compared to gears made by conventional manufacturing processes, inferior tooth root bearing capacities against the adjacent bending loads are verified. Even with a nearly fully densified material in the tooth root surface, comparable bending strengths cannot be attained. On the contrary, the bearing capacities of the tooth flank are considered to be competitive. In conjunction with the missing dimensioning guidelines for powder metallurgical components, the inferior tooth root bearing capacities lead to the fact that powder metallurgical gears are not generally used in automotive gearboxes. This applies despite of the lower-priced and energy-saving powder metallurgical manufacturing process, when it comes to mass production parts like gears. To reveal potential for optimization, the tooth root bearing capacity of two different powder metallurgical gears was calculated based on the fatigue strength of laboratory specimens. The material used was a sintered steel with 0.85% molybdenum, which is well-suited for the manufacturing of gears. The influencing variables considered were the density, the geometry and the carbon content. They were systematically varied in the manufacturing of the specimens in appropriate ranges. As an additional result of the calculation of the bearing capacity, the fatigue strength of the material is established. With the equations and coefficients given in this work, it can be described or used for component dimensioning. In parallel, two experimental series of the two gears were manufactured. Subsequently, the tooth root bearing capacity of both gears was tested in a pulsatory test rig for comparison with the calculations. The relative error between calculated and tested bearing capacity was less than 5% for both variants. The calculations provide information on how deep the densification of the tooth root surface has to be for optimal results. Also, the percentages of the tooth root bearing capacity were investigated, which are related to the manufacturing processes densification, carburization and hardening. Thereby, the impact of the manufacturing processes was estimated independently from one another. Based on the applicable calculation it was estimated how much an optimization of the tooth root geometry can improve the tooth root bearing capacity.$$leng 000713839 588__ $$aDataset connected to Lobid/HBZ 000713839 591__ $$aGermany 000713839 653_7 $$aGrößeneinfluss 000713839 653_7 $$aPulvermetallurgie 000713839 653_7 $$aTragfähigkeit 000713839 653_7 $$aZahnräder 000713839 653_7 $$ahochbelastetes Volumen 000713839 7001_ $$0P:(DE-82)005745$$aBeiss, Paul$$b2$$eThesis advisor$$urwth 000713839 7001_ $$0P:(DE-82)IDM02373$$aBroeckmann, Christoph$$b1$$eThesis advisor$$urwth 000713839 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/713839/files/713839.pdf$$yOpenAccess 000713839 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/713839/files/713839_source.zip$$yRestricted 000713839 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/713839/files/713839.gif?subformat=icon$$xicon$$yOpenAccess 000713839 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/713839/files/713839.jpg?subformat=icon-1440$$xicon-1440$$yOpenAccess 000713839 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/713839/files/713839.jpg?subformat=icon-180$$xicon-180$$yOpenAccess 000713839 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/713839/files/713839.jpg?subformat=icon-640$$xicon-640$$yOpenAccess 000713839 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/713839/files/713839.jpg?subformat=icon-700$$xicon-700$$yOpenAccess 000713839 909CO $$ooai:publications.rwth-aachen.de:713839$$popenaire$$popen_access$$pVDB$$pdriver$$pdnbdelivery 000713839 915__ $$0StatID:(DE-HGF)0510$$2StatID$$aOpenAccess 000713839 9141_ $$y2018 000713839 9101_ $$0I:(DE-588b)36225-6$$6P:(DE-82)005745$$aRWTH Aachen$$b2$$kRWTH 000713839 9101_ $$0I:(DE-588b)36225-6$$6P:(DE-82)008540$$aRWTH Aachen$$b1$$kRWTH 000713839 9101_ $$0I:(DE-588b)36225-6$$6P:(DE-82)IDM01241$$aRWTH Aachen$$b0$$kRWTH 000713839 9201_ $$0I:(DE-82)418110_20140620$$k418110$$lLehrstuhl für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau und Institut für Werkstoffkunde$$x0 000713839 961__ $$c2018-02-22T08:54:43.717831$$x2018-02-12T21:25:32.882637$$z2018-02-22T08:54:43.717831 000713839 9801_ $$aFullTexts 000713839 980__ $$aI:(DE-82)418110_20140620 000713839 980__ $$aUNRESTRICTED 000713839 980__ $$aVDB 000713839 980__ $$abook 000713839 980__ $$aphd