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
Characterization of Cascade gearbox for wave energy converter
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Karakterisering av kaskadväxel för vågenergiomvandlare (Swedish)
Abstract [en]

This Master Thesis, written in collaboration with CorPower Ocean, serves as the finalization of the author’s master degree education at KTH (Royal Institute of Technology) Stockholm. The purpose has been to characterize the Cascade gearbox which is used to convert vertical motion induced by waves to rotational motion which powers generators in the company’s future wave energy power plant. The purpose was also to suggest future improvements and shed light on any problems discovered. The method for characterizing the Cascade gearbox was to conduct physical measurements of the load sharing in the inherently overdetermined geometrical design. These data were then used to calibrate a static as well as a dynamic model also developed for this thesis. Focus has been on determining that the novel load sharing method is sufficient and that no gear takes more than the 2,5% overload during max load the gearbox is dimensioned for at any time. Also included in the thesis is an analysis of the tolerances effect on the performance of the Cascade gearbox. Results showed that the current design perform within the expected dimensioning limits. However some unexpected characteristics were discovered after analysis of the results. Because of deliberate geometric decisions half of the gears trail behind initially in one direction causing uneven load sharing and unwanted lateral forces on the rack. Also discovered was the importance of equal stiffness of the flex units, used to divide the load evenly between the gears, since the load sharing factor converges towards values directly proportional to the stiffness ratios in between them. As a conclusion it can be said that although the current design is sufficient, there is still room for improvements which could enhance life expectancy as well as load sharing performance of the Cascade gearbox.

Abstract [sv]

Detta examensarbete utfört i samarbete med CorPower Ocean, är det slutgiltiga steget i författarens utbildning på masternivå på KTH (Kungliga Tekniska Högskolan) Stockholm. Syftet med arbetet är att karakterisera en kaskadväxellåda som används för att omvandla vertikal rörelse från vågor till rotation som driver generatorer i företagets framtida vågkraftverk samt att utifrån resultat föreslå möjliga förbättringar och belysa eventuella problem. Den metod som använts för att karakterisera kaskadväxellådan var att via fysiska mätningar, på den testrigg placerad på KTH (Kungliga Tekniska Högskolan) i Stockholm, erhålla data för lastfördelningen i den geometriskt överbestämda konstruktionen. Dessa data användes sedan för att kalibrera en statisk och en dynamisk modell som också utvecklades för det här projektet. Huvudfokus för arbetet har legat i att ta reda på om den konstruktion som används för att fördela lasten mellan kugghjulen fungerar tillfredställande samt att säkerställa att inget kugghjul tar mer än de 2,5% överlast vid fullast växellådan är dimensionerad för vid något tillfälle. Examensarbetet inkluderar även feltoleransers inverkan på lastfördelningen i kaskadväxeln. Resultaten visade att den nuvarande konstruktionen presterar inom de specificerade dimensioneringsintervallen. Några oväntade karaktärsdrag upptäckdes dock vid analys av resultaten. På grund av en avsiktlig geometrisk oregelbundenhet släpade hälften av kugghjulen efter åt ena hållet vilket i sin tur resulterade i en ojämn lastfördelning och oönskade sidokrafter på kuggracken. Flexenheterna som används för att fördela lasten likvärdigt mellan kugghjulen skilde sig åt i styvhet. Den inverkan spridningen av dessa har på lastfördelningen belystes också eftersom lastfördelningen konvergerar mot värden direkt proportionella mot styvhetsförhållandet mellan dem. Slutsatsen från examensarbetet är att den nuvarande konstruktionen, även om den fungerar tillfredställande, lämnar utrymme för förbättringar som potentiellt kan förbättra både livslängd och lastfördelningsprestanda.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 52 p.
Series
TRITA-MMK, ISSN 1400-1179 ; 2015:108 MKN 145
Keyword [en]
Dynamic, Static, Model, Cascade, Gear, Backlash
Keyword [sv]
Dynamisk, Statisk, Modell, Kaskad, Kugghjul, Flankspel
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-182811OAI: oai:DiVA.org:kth-182811DiVA: diva2:905819
External cooperation
CorPower Ocean
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-03-07 Created: 2016-02-23 Last updated: 2016-03-07Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1799 kB)147 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1799 kBChecksum SHA-512
3af2a1def895f4d22f00dd5353e13800ce55cc051350a67fb47aa8426fdcb5206f90ba41fdb558ea3f23685d5f22a5f6b3d76d73b9ab43eb9c2f8fe590b09153
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 147 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: 331 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