FE-analyysin jäykkyystiedon hyödyntäminen hammastus- ja laakerilaskennassa
Hokka, Tatu (2023)
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023100927072
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023100927072
Tiivistelmä
Vaihteen hammastus- ja laakerilaskentaa pystytään kehittämään tarkemmaksi yhdistämällä siihen FE- analyysistä saatava vaihteen kotelon jäykkyystieto eli jäykkyysmatriisi. FE-analyysistä saadulla jäykkyys-matriisilla pystytään laskemaan laakereiden ulkokehien kiertymiä ja siirtymiä. Vaihteen kotelon jäykkyys vaikuttaa laakereiden ulkokehien asentoon ja niin edelleen akseleiden muodonmuutoksiin ja hammastus- ja laakerilaskentaan.
Työssä tavoitteena oli selvittää prosessi, miten vaihteen kotelon jäykkyys saadaan vaikuttamaan hammastus- ja laakerilaskentaan, sekä tutkia kotelon jäykkyyden vaikutuksia hammastus- ja laakerilaskennassa. Työ aloitettiin perehtymällä teollisuusvaihteen rakenteeseen ja toimintaan, sekä FE-analyysin teoriaan. Kotelon jäykkyysmatriisin luomista varten tuli suorittaa FE-analyysi ja tarkemmin superelementtianalyysi APDL-koodin avulla, jotta jäykkyysmatriisia saatiin tiivistettyä sopivaksi, työn tarkoitusta varten. Vaihteen kotelosta tehtiin yksinkertaistettu laskentamalli, johon määritettiin superelementtianalyysissä tarvittavat elementtiverkko ja reunaehdot. FE-analyysistä saatu tiivistetty jäykkyysmatriisi vietiin hammastus- ja laakerilaskentaohjelmistoon, mihin oli jo mallinnettu laskentamalli vaihteesta. Hammastus- ja laakerilaskentaohjelmistossa pystyttiin laskemaan laakereiden vastaanottamat voimat eli voimavektori. Kun hammastus- ja laakerilaskentaan yhdistettiin FE-analyysistä saatu jäykkyysmatriisi, pystyttiin laskemaan siirtymä-vektori eli laakereiden ulkokehien siirtymät ja kiertymät.
Työn tuloksena saatiin selvitettyä prosessi, millä vaihteen kotelon jäykkyys saadaan vaikuttamaan hammastus- ja laakerilaskentaan. Prosessin avulla pystyttiin määrittämään, onko vaihteen kotelo tarpeeksi jäykkä ja miten kotelon jäykkyys vaikuttaa laakereiden ulkokehien asentoon ja niin edelleen hammastus- ja laakerilaskentaan.
Prosessi, millä kotelon jäykkyys otettiin huomioon hammastus- ja laakeri laskennassa, suoritettiin yhdelle tyypilliselle teollisuusvaihteelle ja toimeksiantaja pystyy jatkossa käyttämään tätä prosessia hyödyksi myös muissa vaihteissa ja eri vaihdemalleissa.
Työssä tavoitteena oli selvittää prosessi, miten vaihteen kotelon jäykkyys saadaan vaikuttamaan hammastus- ja laakerilaskentaan, sekä tutkia kotelon jäykkyyden vaikutuksia hammastus- ja laakerilaskennassa. Työ aloitettiin perehtymällä teollisuusvaihteen rakenteeseen ja toimintaan, sekä FE-analyysin teoriaan. Kotelon jäykkyysmatriisin luomista varten tuli suorittaa FE-analyysi ja tarkemmin superelementtianalyysi APDL-koodin avulla, jotta jäykkyysmatriisia saatiin tiivistettyä sopivaksi, työn tarkoitusta varten. Vaihteen kotelosta tehtiin yksinkertaistettu laskentamalli, johon määritettiin superelementtianalyysissä tarvittavat elementtiverkko ja reunaehdot. FE-analyysistä saatu tiivistetty jäykkyysmatriisi vietiin hammastus- ja laakerilaskentaohjelmistoon, mihin oli jo mallinnettu laskentamalli vaihteesta. Hammastus- ja laakerilaskentaohjelmistossa pystyttiin laskemaan laakereiden vastaanottamat voimat eli voimavektori. Kun hammastus- ja laakerilaskentaan yhdistettiin FE-analyysistä saatu jäykkyysmatriisi, pystyttiin laskemaan siirtymä-vektori eli laakereiden ulkokehien siirtymät ja kiertymät.
Työn tuloksena saatiin selvitettyä prosessi, millä vaihteen kotelon jäykkyys saadaan vaikuttamaan hammastus- ja laakerilaskentaan. Prosessin avulla pystyttiin määrittämään, onko vaihteen kotelo tarpeeksi jäykkä ja miten kotelon jäykkyys vaikuttaa laakereiden ulkokehien asentoon ja niin edelleen hammastus- ja laakerilaskentaan.
Prosessi, millä kotelon jäykkyys otettiin huomioon hammastus- ja laakeri laskennassa, suoritettiin yhdelle tyypilliselle teollisuusvaihteelle ja toimeksiantaja pystyy jatkossa käyttämään tätä prosessia hyödyksi myös muissa vaihteissa ja eri vaihdemalleissa.