Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Tillverkningsmetoders påverkan på en transmissions vikt och tillverkningskostnad
Örebro University, School of Science and Technology.
Örebro University, School of Science and Technology.
2010 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Manufacturing processes impact on a transmission’s mass and manufacturing cost (English)
Abstract [sv]

Volvo Powertrain, VPT, i Köping tillverkar idag växellådor för tunga fordon. Till medeltunga fordon köper Volvo växellådor från bland annat underleverantören ZF. Volvo vill undersöka scenariot att ta fram AMT - växellådor för medeltunga fordon. I-shift modellen AT2412, som är dimensionerad för en max belastning på 2400 Nm och anpassad för tunga lastbilar, skulle kunna fungera även i medeltunga fordon men är då överdimensionerad och onödigt tung.

Med tanke på kommande utvecklingsprojekt behöver Volvo öka sin kunskap hur val av tillverkningsmetoder påverkar vikt och tillverkningskostnader. Det behövs för att öka förståelsen för hur olika prioriteringar ska göras med avseende på vikt och tillverkningskostnader. Examensarbetets syfte var att ge denna förståelse för hur olika tillverkningsprocesser påverkar en transmissions utformning med avseende på mått och vikt utifrån ett givet momentområde. Målet med examensarbetet var att påvisa samband mellan valet av tillverkningsmetoder för enskilda artiklar och hur mycket det kan påverka den kompletta transmissionens vikt samt tillverkningskostnad. Arbetet var avgränsat till att analysera modifierade kugghjul i baslådan.

Första delen av arbetet bestod av att dimensionera nya kugghjul anpassade för max belastning på 1600 Nm, detta utifrån samma produktionsupplägg som för befintliga kugghjul som återfinns i bland annat AT2412. Den andra delen bestod av att ta fram faktorer för hur olika tillverkningsmetoder påverkar dimensioneringen och för varje enskilt kugghjul beräkna vikt och tillverkningskostnad då åtta kombinationer av tillverkningsmetoder används. Avslutningsvis gjordes en summering för att visa vilka varianter som ger en optimal växellåda utifrån minimal vikt respektive minimal tillverkningskostnad.

Resultatet visar att valet av tillverkningsmetoder leder till att vikten på kugghjulen kan reduceras mer eller mindre. Generellt visar beräkningarna att kugghjul som slipas, kulpenas och manganfosfateras får lägst vikt och blir dyrast att producera. Lägsta tillverkningskostnad uppnås genom att vissa tillverkningsprocesser som kulpening och manganfosfatering utesluts men detta måste då kompenseras med ökad kuggbredd vilket leder till högre vikt.

Om VPT väljer att ta fram en ny variant av I-shift där kugghjulen är dimensionerade för 1600Nm så kan växellådan göras 6-11 kg lättare och tillverkningskostnaderna för kugghjulen kan minska med ca 10 procent.

Abstract [en]

Volvo Powertrain, VPT, in Köping currently manufactures transmissions for heavy-duty vehicles. For medium-duty vehicles Volvo purchase transmissions from their parts supplier ZF. Volvo wants to investigate the scenario to develop AMT - gearboxes for medium-duty vehicles. The I-shift model AT2412, which is designed for a maximum load of 2400 Nm and adapted for heavy-duty vehicles, would be able to function even in the medium-duty vehicles, but would be oversized and excessively heavy.

In view of future development Volvo need to increase their knowledge in how the choices of manufacturing methods affect the mass and the manufacturing costs. They need to increase the understanding to make the optimal priorities with respect to mass and manufacturing costs. This study aimed to provide this understanding of how different processes affect a transmission design with respect to mass and measures from a given torque range. The aim of the study was to demonstrate the influence of the choice of production methods for individual items and how much it can affect the complete transmission's mass and manufacturing cost. The work was limited to analyzing the modified gears in the base unit.

The first part of the work consisted of designing new gears designed for a maximum load of 1600 Nm, based on the same list of operations as the existing gears, which are found in AT2412. The second part consisted of revealing the factors for the different processes affecting the design regarding to fatigue and structural strength. For eight combinations of manufacturing processes the mass and manufacturing cost was calculated for each gear. Finally, a summary was made to show which combination of manufacturing methods that would give the optimum transmission based on minimum mass and minimum manufacturing cost.

The results show that the choice of production methods leads to more or less reduction of mass of the gears. Generally, the calculations show that the gear that is ground, shootpeened and manganese phosphated get the lowest mass and become the most expensive to produce. On the other hand, lower manufacturing cost can be achieved by excluding certain manufacturing operations as shootpeening and manganese phosphate, but this must be compensated by increased facewidth of the gear, leading to increased mass.

If VPT decide to develop a new variant of the I-shift in which the gears are designed for 1600Nm then the gearbox can be 6-11 kg lighter and the manufacturing costs of the gears can be reduced by about 10 percent.

Place, publisher, year, edition, pages
2010. , 150 p.
Keyword [en]
volvo, powertrain, VPT, I-shift, manufacture, manufacturing, transmission, gearbox, cost, mass, torque, production, methods, fatigue, shootpeenig, manganese phosphated
Keyword [sv]
tillverkningsmetod, transmission, ytbehandling, vikt, tillverkningskostnad, växellåda, kugghjul, axlar, volvo, powertrain, I-shift, samband, kulpening, manganfosfat, moment, VPT, tillverkning
National Category
Engineering and Technology Production Engineering, Human Work Science and Ergonomics Production Engineering, Human Work Science and Ergonomics Other Mechanical Engineering Materials Engineering Manufacturing, Surface and Joining Technology Mechanical Engineering Manufacturing, Surface and Joining Technology Other Materials Engineering Other Engineering and Technologies not elsewhere specified
Identifiers
URN: urn:nbn:se:oru:diva-15540ISRN: ORU-NAT/MAS-GK-2011/1--SEOAI: oai:DiVA.org:oru-15540DiVA: diva2:416420
Presentation
2010-06-02, Volvo Powertrain AB, Ullvileden 7, Köping, 09:00 (Swedish)
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2011-05-18 Created: 2011-05-11 Last updated: 2011-05-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(4387 kB)1704 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 4387 kBChecksum SHA-512
70f692975415c1d3468d69f973beb07a3a6131f0cad5adbfdf18eb55a5d742cea9482d59f8728dea05b460f9803b94d0aacef5f353c227b1d88fd9abdc80b154
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Flyktman, StefanJohansson, Jan
By organisation
School of Science and Technology
Engineering and TechnologyProduction Engineering, Human Work Science and ErgonomicsProduction Engineering, Human Work Science and ErgonomicsOther Mechanical EngineeringMaterials EngineeringManufacturing, Surface and Joining TechnologyMechanical EngineeringManufacturing, Surface and Joining TechnologyOther Materials EngineeringOther Engineering and Technologies not elsewhere specified

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1704 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 431 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link