Campbell Diagramm

Mit Hilfe der Eigenwertberechnung können kritische Betriebszustände im Getriebe schon in einer frühen Design-Phase identifiziert werden. Dazu werden aus den Massen und den am Betriebspunkt linearisierten Steifigkeiten im Gesamtsystem Eigenwerte berechnet und mit den auftretenden Anregungsfrequenzen verglichen. Als Ergebnis erhält der Nutzer ein Campbell-Diagramm für jede Verzahnungsstufe und eine Animation der Eigenformen im 3D-Modell.

Detaillierte Analyse

In der Eigenwertberechnung können verschiedenste Verzahnungsarten, wie z.B. Stirn- und Kegelräder und auch Planetengetriebe, berücksichtigt werden.
Dabei ist es sogar möglich, für Stirnräder die dynamische Verzahnungssteifigkeit automatisch ermitteln zu lassen. Alternativ kann die Verzahnungssteifigkeit auch vorgegeben werden, falls Messergebnisse vorliegen. Das Ergebnis der Berechnung sind Eigenfrequenzen und Eigenformen des gesamten Getriebes. In einem Postprocessing-Schritt wird der Energieinhalt der verschiedenen Moden analysiert.
Dabei werden die Schwingungsformen unterteilt in die Kategorien: rotatorisch, lateral, axial oder gemischt.

Die Auswertung der kritischen Betriebspunkte erfolgt im Campbell-Diagramm. Hier werden die Eigenfrequenzen und die Zahneingriffsfrequenzen sowie die Wellenordnungen aufgetragen. Liegt deren Schnittpunkt in einem vom Nutzer angegebenen Drehzahlband, handelt es sich um einen potenziell kritischen Betriebspunkt. Für Verzahnungen wird zusätzlich geprüft, wie die Drehschwingung in der Eigenform stattfindet. Nur die Verzahnungen, die nicht in Phase schwingen sind genauer zu untersuchen.