Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • 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
Konstruktion av kedjetransmission
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2009 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Engineering design of a chain transmission (English)
Abstract [sv]

Agilis är en av KTH:s tävlingsbilar som medverkar i tävlingen Shell Eco Marathon. Denna tävling går ut på att konstruera fordon som ska förbruka så lite bränsle som möjligt när dessa körs en given sträcka. I år (2009) är det Lausitz i östra Tyskland som är värd för evenemanget. För att ett fordon skall vara bränsleekonomiskt är det nödvändigt att verkningsgraden är hög. I dagsläget drivs Agilis av en rullkedjetransmission i två steg med den totala utväxlingen 1:15. Förluster finns i alla växlingssteg och därför ger ett system bestående av flera steg högre förluster än motsvarande växel med bara ett steg. Denna rapport beskriver projektet där det utretts om det, med avseende på hållfastheten, är möjligt att konstruera en rullkedjetransmission i ett steg med samma utväxling som tidigare. För att utreda detta har modeller av rullkedjan och kedjehjulet tagits fram i Solid Edge för att sedan exporteras till ANSYS. Detta är ett program som utför beräkningar enligt Finita Elementmetoden (FEM). I ANSYS beräknades flera olika modeller där den mest avancerade innehöll både kedja och kedjehjul. Kedjan applicerades på kedjehjulet där laster och randvillkor ansattes. Fördelen med modellen var att kontaktpunkterna mellan kedja och kedjehjul överförde krafter på rätt sätt. De resultat som framkommit efter beräkningar tyder på att kedjan och kedjehjulet klarar att drivas med vridmomentet på 1,25 Nm som motorn maximalt levererar. De spänningar som maximalt uppkom i kedjan och kedjehjulet till följd av motorns moment beräknades till 96 MPa respektive 20 MPa. Detta kan sättas i relation till sträckgränsen för stål av typen SS1650-01 som ligger på ca 310 MPa samt utmattningsgränsen för detta stål som är ca 200 MPa. Ytterligare en faktor som är viktig vid denna dimensionering är det yttryck som uppstår i kontakten mellan kedja och kedjehjul. Med den kontaktmodell som bäst representerar det verkliga fallet blev yttrycket 175 MPa. Med en säkerhetsfaktor på 2,0 innebär detta att materialet skall tåla yttryck på 350 MPa. Stål av typen SS1650-01 klarar yttryck upp till ca 550 MPa. Det som återstår att utreda innan denna lösning bör användas i Agilis är att fastställa verkningsgraden. Detta är mycket svårt att beräkna analytiskt eftersom många osäkra faktorer inverkar. Det kan däremot utföras mätningar på bränsleförbrukningen i en testrigg för att fastställa om verkningsgraden förbättras med den nya transmissionen.

Abstract [en]

Agilis is one of KTH's racing cars participating in the competition, Shell Eco Marathon, where the winner is the one consuming as little fuel as possible over a given distance. This year (2009) it is Lausitz in eastern Germany that is hosting the event. For a vehicle to consume as little energy as possible, it is necessary that the efficiency is high. In the current version of Agilis there is a roller chain transmission consisting of two steps with the total gear ratio 1:15. Since there are losses in all the transmission steps, a transmission consisting of a larger number of steps will have higher losses. This project investigated if it is possible to construct a roller chain transmission in one step considering strength with the same gear ratio as mentioned above. To investigate this case a roller chain and a sprocket was modeled in Solid Edge and then imported into ANSYS. This is aprogram that performs calculations in accordance with the Finite Element Method (FEM). Different models where solved in ANSYS where the most advanced one consisted of both chain and sprocket. The chain was applied to the sprocket where loads and boundary conditions were applied. The benefit with this model is that the points of contact between chain and sprocket transfer loads realistically. All of the results are pointing towards that the chain and sprocket can be operated with the maximum torque of 1.25 Nm that the engine delivers. The maximum tension that arises in the chain and sprocket is calculated to 96 MPa and 20 MPa, respectively. This can be compared to the yield strength of steel quality SS1650-01 which is 310 MPa and the fatigue limit of 200 MPa. Another important design parameter is the contact pressure that occurs in the contact between the chain and the sprocket. With the contact model that best represent the real case the resulting contact pressure was 175 MPa. With a safety factor of 2.0 the material has to cope with contact pressures of 350 MPa. Steel of quality SS1650-01 can withstand contact stresses up to approximately 550 MPa. It remains to investigate the efficiency of the transmission before it is implemented into Agilis. This is very difficult to do theoretically since there are so many factors that influence the efficiency. Measurements can be made on the fuel consumption in a test rig to determine whether the efficiency has been improved by the new transmission.

Place, publisher, year, edition, pages
2009.
Series
MMKB 2009:03 MKNB 025
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-171976OAI: oai:DiVA.org:kth-171976DiVA: diva2:845010
Available from: 2015-10-21 Created: 2015-08-10 Last updated: 2015-10-21Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2858 kB)145 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2858 kBChecksum SHA-512
324d52c747f71725001a82e6d174c68d42a2f19e817ead32a8c7a8fbadb34f9ed121143dee890f81dd532361f4eaea2811310737d8941be3b4ff24590cf546d6
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 145 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: 230 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • 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