Kääntölaitteen hammasvälityksen kehittäminen

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli kehittää asiakkaan nykyisen kääntölaitteen hammaspyörävälitystä ja sen suunnittelua. Työssä suunniteltiin asiakkaan käyttöön soveltuva hammasvälitys, joka sisältää lieriöhammaspyörä-hammastankovälityksen. Opinnäytetyö tehtiin John Deere Forestry Oy:lle, joka valmistaa esimerkiksi metsäkoneita. Työn tarkoituksena oli ymmärtää paremmin hammasvälitysten suunnittelua ja löytää ratkaisuja tehonsiirron parantamiseen kasvattamatta liikaa itse hammasvälityksen kokoa.

Suunnittelun tavoitteena oli suunnitella lähtökohtiin soveltuva hammasvälitys. Suunnittelu sisälsi hammaspyörän ja hammastangon perusprofiilin suunnittelun, sekä niiden tehonsiirto-ominaisuuksien laskelmat. Tehonsiirto liittyy vahvasti hammaspyörien lujuuslaskemiin, jotka suoritettiin pintapaineen ja taivutusjännitysten perusteella. Työn aikana suunniteltu hammasvälitys täytti lujuudelliset vaatimukset, mutta laskelmat eivät huomioineet esimerkiksi hammaspyörän profiilinsiirtoa tai hammasvälityksestä aiheutuvaa kitkaa. Työn tuloksia voidaankin pitää ohjeellisina, mutta ei täysin luotettavina.

Opinnäytetyön aloittama tutkimuksen aihe hammaspyörien suunnittelun parantamiseksi antaa mahdollisuuksia asiakkaalle parantaa omia ratkaisujaan. Aihetta kannattaisi tutkia myös laskentaohjelmien avustuksella, jolloin laskentatyö on yksinkertaisempaa ja laajempaa.

The purpose of this thesis was to develop the gearing of an already existing turning machine. On thesis a new gearing was designed for customer. The gearing was planned by using a spur gear and a rack. The thesis was made for John Deere Forestry Oy. The aim was to learn more about designing the gears and find ways to achieve better power transmission without making the gear system too large.

Planning the gear and the rack was made by first designing the profile of the gear, and then checking if the gear is strong enough for the needs of the customer. The strength calculations were made checking the two most important factors of gear breaking, pitting and endurance failure. The designed gear met the required criteria, but some factors, such as friction, were not factored in the calculations.

The results did open numerous possibilities for the company to develop their gearing systems. It is recommended that the company continues to pursue ways to make their gears smaller and better for use. It is also recommended that the use of calculation programs to find the best solutions is carried on.