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
Påverkan av sätthärdning på kugghjulets geometri
Örebro University, School of Science and Technology.
2015 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
The Effect of Case Hardening on the Gear Geometry (English)
Abstract [sv]

Värmebehandlingen av ett kugghjul sker genom sätthärdning. Detta görs i syfte att modifiera kuggens fysiska och mekaniska egenskaper. Kuggens härdade yta blir nötningsbeständig medan den sega kärnan visar en större flexibilitet för överföring av laster som vridmoment. För uppfyllning av önskade egenskaper värms kugghjulet i en kolgivande miljö (härd ugn) och behålls där under en viss tid och direkt efter att kuggen lämnat ugnen utsätts det för en påföljande snabbkylning. Dessa moment medför oftast geometriavvikelser och deformationer i kugghjulets geometri. Korrigering av dessa avvikelser blir svåra att åstadkomma i efterhand (Not 1) och innebär höga tillverkningskostnader. Idag väljer kuggtillverkaren ett optimalt tillverkningsätt, i syfte att förhindra eller minimera dessa tillverkningsfel. För att tillverkaren ska kunna vidta lämpliga åtgärder för kompensering av dessa geometriska fel, måste han ha tillräcklig kunskap om avvikelsens dimension. Att känna till avvikelsens mönster är den rätta vägen till att kunna hantera dem. Detta examensarbete har utförts vid Örebro universitet i samarbete med Meritor HVS i Lindesberg och behandlar geometriska avvikelser på ett cylindriskt kugghjul, påverkat av värmebehandling, så kallad sätthärdning. Kugghjulet kallas också för Solhjul och är kärnan i en planetkuggväxel som ingår i en navreaktion och sitter vid bakhjulen hos tunga fordon. I detta arbete har jag studerat avvikelsens dimension i form, storlek och riktning, Fig. 1. Via jämförelse av mätdata (Not 2) före och efter processen av sätthärdning, framställs en hypotetisk avvikelsemodell. Modellen kan vara signifikativ för Solhjulsproduktens geometriändring i stort, och kan användas vidare som bedömning av lösningar. En kuggs geometri korrigeras sällan i efterhand vilket beror på svårigheter med bearbetning av en hård yta. Lösningar ska alltså innebära förebyggande eller kompenserande åtgärder som implementeras redan i tidigare process steg.

Figur1: Avvikelsestudier i 3 dimensioner:

1- Storlek: hur stor andel av den totala tillverkningsavvikelsen står för just denna del processen?

2- Riktning: avsaknad av eller anskaffande av material? (åt vilket hål)

3- Hur jämnt fördelad avvikelsen kan vara? (deformation i slutform)

Not 1 Bearbetning av en hård yta via slipning görs idag

Not 2 Mätdata är storlek på kugghjulets dimension

Abstract [en]

The heat treatment of a gear takes place by case hardening. This is done in order to modify the tooth's physical and mechanical properties. The gear hardened surface will be abrasion resistant, while the tough core shows greater flexibility for transferring loads, such as torque moment. For reaching the desired characteristics, a gear, is heated in a carbon rich environment (hearth furnace) and is retained for a certain period. Immediately after leaving the oven the gear is subjected to a subsequent rapid cooling. These operations typically entail geometric deviations and deformations of the gear. Correction of these deviations will be difficult to achieve in afterward. It would involve high manufacturing costs. Today gear manufactures choose optimal manufacturing processes, in order to prevent or minimize these kind of geometric defects. So that the manufacturers can provide appropriate measures to compensate for these geometric errors, they must have sufficient knowledge of the deviated dimension. Knowing the pattern of deviation is the right way to be able to handle them. This thesis is written at Örebro University in cooperation with Meritor HVS in Lindesberg and treats geometrical deviations of a spur gear, affected by heat treatment, known as case hardening. The gear is also called Sun wheel and it is the core component of a planetary gear transmission system (as a part of a nave- reaction) which sits at the rear axle of heavy vehicle there, wheel is located. In this work, I have studied the gears geometric deviation of dimensional in shape, size and orientation, Figure 1. During comparison of data before and after the process of case hardening, a hypothetical deviation model was produced. The model can be significant for the sun gear production’s geometry change in general, affected by case hardening, and can be further used as the assessment of compensating solutions. Due to the difficulties in forming of a hardened surface of tooth, geometric correction as solution is implemented at earlier process stage. An example of this can be over dimensioning of gear that might turn shrinking in more advanced process stages. My solution in this thesis would be a solution that is implemented on an early process stage in a way of optimizing the manufacturing processes.

Figure 1.

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
Keyword [sv]
kugghjulsgeometri, kugginspektion, kuggmätning, kuggfel, kugghjul
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:oru:diva-47087OAI: oai:DiVA.org:oru-47087DiVA: diva2:882813
Subject / course
Mechanical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-12-15 Created: 2015-12-15 Last updated: 2017-10-17Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(4197 kB)268 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 4197 kBChecksum SHA-512
7123f9b614395fea664cbaa8ffab38cdde03d38ac611bb7d6bb8fa4893c65003c086b7f56c330bdd1cd560c32aa4198b1899e560545756da452d82e0d10d83e7
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Science and Technology
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 268 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: 73 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