Zusammenhang von Ermüdung, Rissbildung, Verschleiß und Graufleckentragfähigkeit an Stirnrädern

Graufleckigkeit ist eine Folge von Mikrorissen in der Oberfläche, bei der mikroskopisch kleine Ausbrüche die Oberfläche mattgrau erscheinen lassen. Mit zunehmenden Lastwechselzahlen ermüden und verschleißen die Werkstoffe immer mehr. Mithilfe der Abwälzsimulation und unter Berücksichtigung der EHD-Theorie werden die oberflächennahen Belastungen im Mischreibungsgebiet auf den Flanken berechnet. Beginnend mit der Rissinitiierung baut sich in dem Modell die Ausbreitung der Risse und des Rissnetzes auf. Bei jeder weiteren Überrollung nimmt die Rissdichte zu. Die Rissdichte beeinflusst wiederum die Verschleißrate, aber gleichzeitig verringert sich die Rissdichte bei einem hohen Verschleißabtrag. Dieser Zusammenhang ist in dem Verschleiß- und Ermüdungsmodell implementiert. Die ISO/TR 15144-1 ermittelt Zahnflankenbereiche, die eine erhöhte Gefahr zur Graufleckenbildung aufweisen. Mithilfe des Versuchsprogramms wurde eine notwendige Mindestsicherheit auch für großmodulige Verzahnungen bestimmt