Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorHaugen, Bjørn
dc.contributor.advisorHolmefjord, Eirik
dc.contributor.advisorLernes, Atle
dc.contributor.authorSkjelbreid Grimstvedt, Ørjan
dc.date.accessioned2021-09-24T18:10:42Z
dc.date.available2021-09-24T18:10:42Z
dc.date.issued2020
dc.identifierno.ntnu:inspera:60273394:35410986
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11250/2781652
dc.descriptionFull text available on 2023-06-11
dc.description.abstractEigenskapane til eit mekanisk system er direkte knytt til presisjonen i framstillinga av komponentane som til saman utgjer systemet. For ein ingeniør byr dette på utfordingar dersom ein må gjere kvalifisert gjetting som ikkje er basert på forsking eller anna erfaring. Dette kan føre til at ein over- eller underdimensjonerer komponentane, som igjen kan føre til redusert inntekt eller svikt i systemet. Det er ein direkte samanheng mellom produktkostnad og høg grad av nøyaktighet, så det vil alltid være ein balansegang mellom kostnad og nødvendig toleransar. Fleirkila nav-aksling koplingar som splines byr på problem knytt til akkurat dette. Ei overføring der fleire flater skal komme i kontakt samtidig, byr på utfordingar ettersom dette vil være avhengig av nettopp nøyaktigheta til framstillingsprosessen. I eit forsøk på å finne alternative koplingar, har det i samarbeid med Framo Fusa As blitt gjort undersøkingar på freste figurar som eit alternativ til splines. Utfordringane knytt til slike figurar er mangelen på nettopp dette med toleransar og lastfordeling ettersom det er gjort lite forsking rundt emnet. Det er derfor gjort undersøkingar ved hjelp av Elementmetoden, der toleransar basert på ei normalfordeling er implementert i modellane. To freste figurar, den standardiserte P3G-profilen, og ein kompleks figur kalla M6 er undersøkt. Begge er samanlikna opp mot spline, og kvarandre. Spline er samanlikna opp mot kjente standardar. Ved å gjere slike undersøkingar, er det mogleg å få eit inntrykk av profilane, utan å gjennomføre ei større mengd med fysiske testar, som igjen reduserer den totale utviklingskostnaden til eit produkt. Resultata synar også at dei to freste figurane har motsette eigenskapar, der den eine viser større variasjon i lastfordeling med ulike toleransar enn den andre. Det vart også undersøkt korleis ei eventuell forandring i lengde har innverknad på resultata. P3G profilen syner å være lite avhengig av endring i lengde, mens M6-profilen er avhengig opp til ein viss lengde. Resultata frå spline passar godt overeins med kjent formelverk. Det vart også gjennomført fysiske testar på dei ulike koplingane for å sjekke at designa toler ei bestemt mengd med spenningssyklusar, og korleis slitasjen er på dei ulike profilane. Testane viser i hovudsak at det er fretting slitasje på spline og M6 koplingane, der sistnemnde også viser teikn til litt slipande slitasje. P3G profilen er mest utsatt for slipande slitasje, med mindre områder med fretting. Det er også tydleg at slitasjen er mykje større på dei freste profilane kontra spline, og dei to freste profilane var svært vanskeleg å demontere etter dei fysiske forsøka.
dc.description.abstractA machine's reliability is directly relatable to the precision of the manufacturing of each part in the assembly. It can be troublesome for engineers if one has to do tolerance estimates that have no foundation in research or from previous experience. As a result, components can be over- or undersized, which lead to lower turnovers, or failure of a larger mechanical system. Splined hub shaft connections are an excellent example of a component that is highly dependable on manufacturing precision due to multiple contact surfaces, resulting in uneven load distribution. In collaboration with Framo Fusa AS, two polygon profiles are examined as an alternative to the splined connection on one of their pumps. These are the standardized P3G connection, and a complex profile called the M6 profile. With the help of Finite Element Analysis, three different shaft hub connections, one spline and the two polygon profiles have been examined with random generated tolerances based on a Gaussian distribution, in an attempt to see how the load distribution changes with different tolerances. This method of design evaluation reduces the overall development cost by reducing the need for physical testing. The results show that the two polygon profiles have different behaviours. One is highly dependent on tolerances, while the other is more dependent on the connection length. The results also show how the surfaces engage as a result of the torque, giving valuable information for other load conditions. Results for the spline fit rather well with known standards, confirming that this way of evaluating component, yields reliable results. Physical testing was performed with three specimens for each of the above-mentioned connections, to confirm that the design can survive a high number of large stress amplitudes, and to evaluate the wear on the polygons compared to the spline. These tests show that fretting is the main wear type on the spline and the M6- profiles, where the latter also showed signs of minor abrasive wear. The P3G profiles showed mostly abrasive wear. Due to the extensive wear on the polygons, they were much harder to dismantle after the tests, compared to the spline.
dc.language
dc.publisherNTNU
dc.titleAlternative Shaft Hub Connections for Torque Transmission
dc.typeMaster thesis


Tilhørende fil(er)

FilerStørrelseFormatVis

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel