Mesh Stiffness Comparison of Different Models in Polymer Spur Gear Analysis

Diese Studie untersucht die Maschensteifigkeit von Polymerstirnrädern und vergleicht zwei unterschiedliche Modellierungsansätze: ein Einzahnmodell und ein Dreizahnsegmentmodell. Mithilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) werden die Steifigkeitseigenschaften dieser Modelle unter dynamischen Belastungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass das Ein-Zahn-Modell die Steifigkeitswerte konsequent überschätzt und die Wechselwirkungen zwischen benachbarten Zähnen nicht berücksichtigt. Im Gegensatz dazu liefert das Drei-Zahn-Modell eine genauere Darstellung des Verhaltens des Zahnrades, insbesondere in der Nähe der Zahnwurzel, wo die Spannungskonzentration am höchsten ist. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass eine genaue Vorhersage des Steifigkeitsverhaltens entscheidend für Leistung, Haltbarkeit und Geräuschreduzierung bei Polymerzahnrädern ist. Zukünftige Forschungen sollten diese Arbeit auf transiente Analysen ausweiten, die viskoelastische und thermische Effekte einbeziehen, die für Anwendungen in der realen Welt von Polymergetrieben unverzichtbar sind.