Hammasvaihteen vierintäpoikkeaman mittaus ja analysointi
Leivo, Eero (2013)
2013
Konetekniikan koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2013-06-05
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201306171243
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201306171243
Tiivistelmä
Vierintäpoikkeama syntyy hammaspyörien valmistus- ja asennusvirheiden sekä joustojen ja dynaamisten tekijöiden yhteisvaikutuksesta. Vierintäpoikkeamaa pidetään merkittävänä hammasvaihteiden värähtelyn ja melun lähteenä. Koska värähtely ja melu ovat ihmisten terveydelle ja hyvinvoinnille haitallista, niitä pyritään kaikin tavoin vähentämään.
Tämän diplomityön tavoitteena on perehtyä kirjallisuustutkimuksen pohjalta hammasvaihteen vierintäpoikkeamaan liittyvään teoriaan sekä selvittää vierintäpoikkeaman mittaamiseen soveltuvia menetelmiä. Lisäksi tarkoituksena on hankkia kokemusperäistä tietoa vierintäpoikkeaman mittauksesta ja siihen liittyvistä haasteista.
Diplomityö koostuu teoriaosuudesta sekä mittaamista ja mittaustuloksia käsiteltävästä osuudesta. Teoriaosuudessa käydään läpi vierintäpoikkeaman lähteitä, siitä aiheutuvia seurauksia sekä esitellään joitakin keskeisiä mittausmenetelmiä. Mittausosuudessa käydään läpi vierintäpoikkeaman mittaamista pulssiantureilla. Työn loppuosassa käsitellään tuloksia, jotka on mitattu yksiportaisesta lieriöhammasvaihteesta. Lisäksi mittaustuloksia verrataan myös KISSsoft-ohjelmalla laskettuihin vierintäpoikkeaman arvoihin.
Mittauksissa vierintäpoikkeaman vaihtelua tarkasteltiin eri kuormituksilla ja pyörimisnopeuksilla. Mittausten aikana öljyn lämpötilamuutos oli pienempi kuin 5 °C ja sen vaikutus vierintäpoikkeamaan oli vähäinen. Mittausten toistettavuus oli kohtuullinen. Mittaustuloksia analysoimalla todettiin kuormituksen kasvattavan vierintäpoikkeamaa testeissä käytetyllä hammaspyöräparilla. Pyörimisnopeuden vaikutuksen havaittiin riippuvan useista eri tekijöistä. Esimerkiksi koejärjestelmän ominaistaajuuksilla näyttäisi olevan merkittävä vaikutus vierintäpoikkeamaan tietyillä pyörimisnopeuksilla.
KISSsoft-ohjelmalla lasketut vierintäpoikkeaman arvot poikkesivat mitatuista arvoista, mutta trendi kuormituksen suhteen oli samansuuntainen. Laskentaohjelmalla saatuihin tuloksiin vaikutti merkittävästi jakopoikkeaman ja linjausvirheen suuruus, joiden tarkka määritys laskennan lähtöarvoiksi on haasteellinen. Vaikka melun syntymisen yhteys vierintäpoikkeamaan on kiinnostava asia, tämän työn puitteessa sitä ei mitattu.
Tämän diplomityön tavoitteena on perehtyä kirjallisuustutkimuksen pohjalta hammasvaihteen vierintäpoikkeamaan liittyvään teoriaan sekä selvittää vierintäpoikkeaman mittaamiseen soveltuvia menetelmiä. Lisäksi tarkoituksena on hankkia kokemusperäistä tietoa vierintäpoikkeaman mittauksesta ja siihen liittyvistä haasteista.
Diplomityö koostuu teoriaosuudesta sekä mittaamista ja mittaustuloksia käsiteltävästä osuudesta. Teoriaosuudessa käydään läpi vierintäpoikkeaman lähteitä, siitä aiheutuvia seurauksia sekä esitellään joitakin keskeisiä mittausmenetelmiä. Mittausosuudessa käydään läpi vierintäpoikkeaman mittaamista pulssiantureilla. Työn loppuosassa käsitellään tuloksia, jotka on mitattu yksiportaisesta lieriöhammasvaihteesta. Lisäksi mittaustuloksia verrataan myös KISSsoft-ohjelmalla laskettuihin vierintäpoikkeaman arvoihin.
Mittauksissa vierintäpoikkeaman vaihtelua tarkasteltiin eri kuormituksilla ja pyörimisnopeuksilla. Mittausten aikana öljyn lämpötilamuutos oli pienempi kuin 5 °C ja sen vaikutus vierintäpoikkeamaan oli vähäinen. Mittausten toistettavuus oli kohtuullinen. Mittaustuloksia analysoimalla todettiin kuormituksen kasvattavan vierintäpoikkeamaa testeissä käytetyllä hammaspyöräparilla. Pyörimisnopeuden vaikutuksen havaittiin riippuvan useista eri tekijöistä. Esimerkiksi koejärjestelmän ominaistaajuuksilla näyttäisi olevan merkittävä vaikutus vierintäpoikkeamaan tietyillä pyörimisnopeuksilla.
KISSsoft-ohjelmalla lasketut vierintäpoikkeaman arvot poikkesivat mitatuista arvoista, mutta trendi kuormituksen suhteen oli samansuuntainen. Laskentaohjelmalla saatuihin tuloksiin vaikutti merkittävästi jakopoikkeaman ja linjausvirheen suuruus, joiden tarkka määritys laskennan lähtöarvoiksi on haasteellinen. Vaikka melun syntymisen yhteys vierintäpoikkeamaan on kiinnostava asia, tämän työn puitteessa sitä ei mitattu.