hig.sePublications
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
Implementering av centraldifferential i pansarbandvagn BvS10s fördelningsväxeln samt teoretisk utredning av ljudnivån i kuggväxlar
University of Gävle, Faculty of Engineering and Sustainable Development, Department of Industrial Development, IT and Land Management.
2015 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Sammanfattning

Arbetet har utförts för BAE Systems Hägglunds AB som tillverkar militära fordon. Arbetet har utförts på en av företagets produkter kallad BvS10 som är en bandvagn som har höga krav på att vara terränggående samt att fungera som ett splitterskydd för soldater. BvS10 har en fördelningsväxel som fördelar motorkraften till fram-och bakvagnen och det är denna fördelningsväxel som detta examensarbete handlar om. Fördelningsväxeln består av tre kugghjul. I fördelningsväxeln är ljudnivån hög och Bae Systems vill utreda vad som kan förändras för att minska buller ifrån växellådan. De planerar även att införa en differential för att förhindra inspända moment i växeln när fordonet körs i terräng.

Syftet med examensarbetet är att teoretiskt utreda vilka parametrar som kan påverkar ljudnivån i en växel samt att inhämta kunskap om vilka åtgärder som kan genomföras för att minska ljudnivån och även att utveckla ett koncept för att införa en differential. Den metod som har används i examensarbetet för att lösa uppgiften med att ta reda på vilka parametrar som påverkar ljudnivån har varit att genomföra en litteraturstudie samt att resultat från en ljudmätning genomförd av BAE Systems har tolkats. För att få en uppfattning om vad ljudnivån är i den nuvarande växeln. Konstruktionsarbetet har utgått ifrån en kravspecifikation och ramar som inte får förändras därefter skissades möjliga lösningar fram den lösningen som fungerade bäst modulerades sedan i Autodesk Inventor Professional. Samt kugghållfasthetsberäkningar som utgår efter rekommendationer enligt svensk standard för kuggberäkningar.

I litteraturstudien om ljudnivå i växlar kan man konstatera till stor del i att reducera ljud i en kuggväxel kan vara att sätta snävare toleranser på kugghjulen vilket också gör tillverkningen dyrare. Även större sned vinkel är väldigt bra för att sänka ljudnivån för att detta även ger positiva egenskaper med tanke på böjpåkänningen. En annan metod som kan användas är Gänghjulslipning som finbearbetning som minskar ljudnivån marginellt.

 

Resultatet av ljudmätningen blev att man kunde se en ökning av ljudnivån med ett ökat varvtal det är dock svårt att dra några större slutsatser av detta på grund av att man inte kan bedöma om ökningen beror på att hydraulik motorn som driver växeln påverkar resultatet.

 

Resultatet av konstruktionsarbetet blev en lösning där fyra kugghjul används. Det beror på att krav på en specifik utväxling och ett bestämt totalt axelavstånd samt att differentialen har en bestämd diameter där kugghjulet ska fästas. Man kan dela upp resultatet i fyra delar. Kugghjulen beräknades med hänsyn till böjpåkänning och flankpåkänning. Växelhusets yttre dimensioner behölls men på ett ställe blev det tvunget att använda en del av kylflänsen för att få plats med mitten axeln. Rullagren som användes är dem samma som finns i den nuvarande växeln förutom två radiallager som användes för att hålla differentialen på plats i axialled.

Slutsatserna man kan dra av konstruktionen är att det går att implementera en differential i fördelningsväxeln men om möjligt borde en större växel utvecklas i framtiden eller att ändra utväxlingen på slutväxlarna. Konstruktionen anses vara säker för användaren samt att miljöpåverkan enbart sker vid tillverkningen.

För de ljuddämpande effekterna i konstruktionsarbetet är detta väldigt svårt att införa på grund av platsbrist. Snedvinkeln som användes sattes till 20 grader som är standard och detta används redan i den nuvarande växeln.

För att minska ljudnivån i en kuggväxel kan man angripa problemet på många olika områden minska transmissionsfelet som kan vara en fråga om att konstruera en stadigare konstruktion och att tillämpa snävare toleranser. Ett annat angreppsområde kan vara att optimera växelhusets form som anses vara den billigaste möjligheten. Dessa åtgärder går att genomföra.

Framtida studier kan handla om att implementera en differentialspärr samt att en ljudanalys bör genomföras på den nuvarande fördelningsväxeln för att bättre förstå orsakerna och källorna till vibrationerna med en ingående ljud- och vibrationsanalys.

Abstract [en]

Abstract

This thesis was made on behalf of BAE Systems Hägglunds AB a company that is designing and manufacturing military vehicles. The thesis was made on one of the products called BvS10 an armored personnel carrier. The purpose of this vehicle is to be able to transport soldiers in hard terrain and work as a shrapnel cover. This vehicle have a transfer gear box that is what this thesis is focusing on. This gear have the purpose to split the torque from the engine to back unit and to the front. The transfer gear box contains of three spur gears. In the gear box the noise level is high and BAE systems want to investigate what can be changed to reduce noise from the gearbox. They also want to integrate a differential gear. This is to reduce tensions in the gear and the shaft when the vehicle is traveling in harsh terrain. The purpose of this thesis is to theoretically examine what different parameters have an impact on the noise level of the gearbox and also to develop a concept model to integrate the differential gear. The method that’s been used to determine the different parameters for the noise in gears is to conduct a literature revue about noise in sprue gears and the results from a noise level test done by BAE systems ben included to get an idea of the noise level. The design work is based on specifications and framework that can’t be changed and has agreed upon with Bea Systems. After that different sketches was made on possible solutions the best of these solutions was chosen and modeled in Autodesk Inventor Professional. After that calculations was conducted on the spur gears regarding teeth strength. The calculations is based of Swedish standards recommendations. In the literature revue it was found that a big part of noise reduction in spur gears could be to use tighter tolerances witch also increases the manufacturing costs. Another factor to the noise is the helix angle in the spur gear that is also a good thing because it increases the teeth strength with regards for bending stresses. Another method that could be used is to use threaded wheel grinding as finishing method witch have been proven to decrees the noise level.  The result of the sound measurement resulted in that you could see an increase of the noise level with an increase of the RPM but it is hard to draw any more conclusions regarding this because it is hard to judge if this is caused by the hydraulic engine who are running the gearbox.  The result of the engineering work was to use fore different sprue gears. That solution was created because of the axle distance and the gear ratio that needs to stay the same and that the differential gear have a set dimension. The gears was calculated with regards on bending stress and edge stressThe conclusion is that it is possible to implement a differential in the transfer gearbox. The gear housings outer dimensions was kept intact but on one spot a part of the cooling flanges was used to fit the middle shaft. The bearings that was used was the same as in the old gearbox except for two spherical bearings that was used to set the differential in place.  The conclusion is that it is possible to implement a differential in the gearbox but if possible in the future a bigger gearbox should be developed or to change the ratio on the final drive the solution is safe because there is no rotating parts in the open and there is no environmental impact. For the noise reducing effects in the engineering part is hard to prove and to implement in this solution because of the lack of space the helix angel that was used was put to 20 degrees because this is a standard.  To reduce the noise level in a gearbox you can look at the problem in many ways reduction of transmission error is one big thing. It is a matter of building a stable gearbox and increase the tolerances in the gear. Another aria to look in to is to optimise the gear housing chap how is the cheapest solution. This things is possible to do.  Further studies may be to implement a differential lock as well as further studies can be conducted on the old transfer gear to find out where the noise is coming from with a detailed sound and vibration analysis.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 37 p.
National Category
Applied Mechanics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hig:diva-20575OAI: oai:DiVA.org:hig-20575DiVA: diva2:868796
Subject / course
Mechanical engineering
Educational program
Högskoleingenjör
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-11-12 Created: 2015-11-11 Last updated: 2015-11-12Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(9789 kB)59 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 9789 kBChecksum SHA-512
1045b364ab62a3224e224718bd697d077bb7cfea00030c4f7d4d5d9395b4c9c47635e0672f12f038493a5df181f6a08c58601d35da57c7a53408c3134dfd494a
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Industrial Development, IT and Land Management
Applied Mechanics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 59 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

Total: 236 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