Omkonstruktion av kuggpar tillkuggrigg för att bättre efterliknaeldrift: Inverkan på glidhastighet och flankpåkänninggenom ändring av kuggeometri
2024 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (One Year)), 10 credits / 15 HE credits
Student thesisAlternative title
Re-design of a gear pair for a rig to imitate electric drive conditions : Effect of changing gear micro- and macrogeometry oncontact stress and gliding speed (English)
Abstract [sv]
Arbetet undersöker möjligheterna att efterlikna elmotordrift vid utmattningstester i en testrigg genom att endast ändra på kugghjulens geometri. Efter undersökning framgick det att den stora skillnaden mellan el- och förbränningsmotordrift är att elmotorer drivs vid ett betydligt högre varvtal, för tunga fordon vanligtvis runt 10 000 varv per minut jämfört med ungefär 3000 varv per minut. Detta leder till framförallt ökad glidhastighet mellan kuggtänderna men även ökat yttryck. Arbetet bestod av beräkningar av maximala glidhastigheten efter makrogeometriska ändringar samt simulering av mikrogeometriska ändringars inverkan på yttrycket i ett kommersiellt kuggprogram. Efter en geometrianalys framgick det att det ej går att efterlikna de glidhastigheter som uppstår vid elmotordrift genom endast makrogeometriska ändringar. Detta då kuggväxelns modul ej gick att öka tillräckligt med nuvarande geometriska begränsningar. Yttrycket gick att reducera några procent, från ett värde på 2895 MPa till ett värde på 2823MPa vid 715 Nm. Under simuleringarna varierades evolvent kröningen och bomberingen för att se vilken skillnad dessa variationer gjorde på yttrycket. Detta var dock inte tillräckligt för att det skulle få en märkbar effekt på kugghjulen vid elmotordrift.
Abstract [en]
The work has revolved around examine the possibilites to imitate electric vehicle drive during the fatigue tests in the test rig at KTH. This examination has been done by only changing the gears geometry. After the examination it appeared that the biggest difference between electric drive and combustion engine operation is that the electric motor is driven at much higher rpm. Usually, for heavy vehicles, electric motors operate at maximum of 10 000 rpm in comparison to combustion engine which operate at around 3000 rpm. This results in increased sliding speed between the gear teeth and high contact stress. The work consisted of calculations of the maximum sliding speed when changing the macrogeometry of the gears. It also consisted of simulationsusing a commercially available software for gears where the contact stresswas examined while changes were made in the microgeometry of the gears. After the calculations it was clear that the sliding speed could not increase enough to make an effect when trying to imitate electric driving conditions. The simulations show that the contact stress could be reduced by a few percent, from a value of 2895 MPa to 2823 MPa when applying 715 Nm. During the simulations, the involute profile and crowning were changed to examine the difference they made on the contact stress. Yet, this was neither not enough to make an effect when trying to imitate electric drive conditions during testing of the gears.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 51
Series
TRITA-ITM-EX ; 2024:118
Keywords [en]
Test rig, microgeometry, makrogeometry, contact stress, gliding speed, electric drive conditions
Keywords [sv]
estrigg, mikrogeometri, makrogeometri, flankpåkänning, glidhastighet, elmotordrift
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-354181OAI: oai:DiVA.org:kth-354181DiVA, id: diva2:1902526
Supervisors
Examiners
2024-10-012024-10-012024-10-01Bibliographically approved