Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Högprestandakugghjul
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2011 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
High-performance gears (English)
Abstract [sv]

Kugghjul är ett av de viktigaste elementen som finns i en maskin. Kuggväxlar har den högsta verkningsgraden bland kända energiomvandlare idag. Kuggväxlar har höga krav och det krävs en robust konstruktion för att göra dem okänsliga för störningar. Störningar på kuggväxlar ger upphov till transmissionsfel. Transmissionsavvikelser orsakar olika typer av oönskat beteende som exempelvis utmattning och buller är ofta en följd av tillverkningsavvikelser.I detta arbete har ett kommersiellt program, Helical3D, som bygger på kontaktmekanik och finita element metoden används för att studera inverkan av tillverkningsavvikelser på växelns prestanda i form av kontakttryck och transmissionsfel. Syftet med detta arbete var att utreda hur transmissionen påverkas av tillverkningsfel och variationer. Målet var att kunna använda resultatet för att ta fram en robust växelgeometri.Växeln som analyserats är en befintlig snedkuggväxel. Kuggväxeln innehåller tre hjul och det utgående kuggparet har analyserats med hjälp av ett fullskaligt faktorförsök med fyra typer av tillverkningsavvikelser i programvaran Helical3D. Varje simulering har analyserats med avseende på kontakttryck och transmissionsfel för att undersöka tillverkningsavvikelsers inverkan på kraftöverförningen. Enskilda fel har simulerats och ett fullskaligt faktorförsök har utförts. Störningsparametrarna har satts in på en hög och en låg nivå.I faktorförsöket uppkom högst kontakttryck med fem gånger högre kontakttryck än för originalgeometrin, då med delningsfelets höga nivå. Högst transmissionsfel uppkommer i flera faktorförsök med delningsfel hög nivå. Samma värde uppkommer i det enskilda försöket för delningsfelets höga nivå, 40 gånger större än infört delningsfel. Kontakttrycken för de enskilda försöken tenderar att vara lägre än trycken som uppkommer i faktorförsöket.Delningsfelet har visa sig ha en stor inverkan på både transmission och kontakttryck och varken transmissionsfel eller kontakttryck har förbättras av pålagda störningar. Kombinationen låg nivå delningsfel och låg nivå snedvinkelriktning sticker ut som den mest gynnsamma i faktorförsöken och medför ett lågt transmissionsfel.Kunskaper om kuggväxelgeometri tillsammans med användandet av programmet Helical3D har gjort att målet har uppnåtts.

Abstract [en]

Gears are important machine elements and still among today’s known energy converters gears have the highest efficiency. The design and manufacturing of gears have to be robust. In order to create a robust design it is of great importance to understand the effect of manufacturing variations on gear performance, for example strength, efficiency and noise. Noise is often related to form errors, which is coupled to transmission error. Transmission error can roughly be described as variation in gear ratio. In this study a commercial program, Helical3D, which combines contact calculation and finite element formulation is used to study the effect of manufacturing errors on gear performance, e.g. pressure and transmission error. The purpose of this study was to understand the effect of common errors and in the long run be able to develop a robust gear design by use the results gained in this work. The analyzed gear is an existing helical gear. The gear consists of three wheels. The outgoing gear has been analyzed using a full factorial design with four types of manufacturing errors (factors) in two levels (high and low). Maximum pressure and transmission error was set as responses. Individual errors and combined errors in a full factorial design are presented. The maximum contact pressure occurs in one of the factorial experiments. The pressure is five times higher than of the original (perfect) gear with no manufacturing errors. Maximum transmission errors occurred in several of the factorial experiments and can be linked to the pitch error set on a high level. The same value occurs for the individual high-level pitch error, which is 40 times higher than the set pitch error. The contact pressures for the individual errors tend to be lower than pressures occurring in the factorial experiment. The pitch error had major impact on both transmission and maximum contact pressure. Neither transmission nor contact pressure have been improved by the introduced interferences. The combination of pitch error at low level and helical profile error at low level results in the lowest transmission error. Gained knowledge of gear geometry together with a systematic approach to Helical3D has fulfilled the purpose of this work.

Place, publisher, year, edition, pages
2011. , 56 p.
Series
MMKB 2011:59 MKNB 042
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-51365OAI: oai:DiVA.org:kth-51365DiVA: diva2:464010
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2013-05-28 Created: 2011-12-12 Last updated: 2013-05-28Bibliographically approved

Open Access in DiVA

High-performance gears(2676 kB)1521 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2676 kBChecksum SHA-512
c4620b4ec381813ea41650b74ca682f70667a7f1ad2af40e0d913521dcded7d6cccc9a09cddaa9e67184d57bc485621bc11fe210d2edd6dc820311e14a19b5b1
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1521 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

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 182 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf