With increasing focus on electromobility many companies are developing vehicles powered by an electric energy source. Previously, engines used to be the most prominent source of noise in a traditional Internal Combustion Engine (ICE) vehicle. Although engines are optimized to produce lower noise levels, the wide frequency range of an engine makes the sound generated by them more acceptable and less annoying when compared to narrow frequency tonal noise exhibited by electric transmission systems. Moreover, structural vibrations and whine noise from electric powertrain is more prominent in absence of the masking effect from engines. Hence, Noise Vibration and Harshness (NVH) study of electric powertrain assembly is of paramount importance even though electric vehicles are quieter than their ICE counterparts. In this thesis, the electric powertrain used for running hydraulic systems in an excavator is analysed in order to study its vibro-acoustic characteristics and optimize the gear design for improved NVH performance. The main objective of this project is to simulate the vibrations generated by motor and gear transmission error excitations, and consequently propose optimization methods to reduce the gear whine noise. The powertrain has been analysed using Romax 2020.1, a drivetrain analysis software. Ansys 2020 R2 has been used as a meshing tool for generating FE mesh of gearbox and motor components. The motor excitation forces are calculated in Ansys Maxwell as a separate student thesis. These forces are then imported into Romax to study the behaviour of the powertrain due to motor excitation forces. Vibration analysis is carried out on the powertrain to understand the effects of various forces on its dynamic response. Further, design of experiments is carried out based on which micro geometry modifications of gear tooth are recommended to optimize the vibration response of the powertrain. / Med ökande fokus på elektromobilitet utvecklar många företag fordon som drivs av batteridrivna elmotorer. Tidigare var förbränningsmotorn den mest framträdande bullerkällan. Buller från förbränningsmotorer är dock mindre irriterade än från elmotorer, eftersom de är optimerade för att generera låga ljudnivåer med breda frekvensområden. Elektriska drivlinor har ett smalfrekvent tonalt brus som upplevs som irriterande. Dessutom är strukturella vibrationer och så kallat kuggvin från belastade kuggväxlar hos en elektrisk drivlina mer framträdande i utan maskeringseffekten från en förbränningsmotor. Detta betyder att vi behöver studera buller och vibrationer, på engelska kallat Noise Vibration and Harshness (NVH), hos elektriska drivlinor även om elfordon är tystare än sina föregångare. I det här arbetet analyserades den elektriska drivlinan som används för att driva hydraulsystemet till en grävmaskin. Drivlinans vibroakustiska egenskaper studerades och målet var att optimera kuggväxeldesignens NVH-prestanda. Huvudsyftet med detta projekt är att simulera vibrationerna som genereras av motor- och växeltransmissionsfelexcitationer och föreslå optimeringsmetoder för att minska växelljudet. Drivlinan har analyserats med hjälp av Romax 2020.1, en programvara för analys av drivlinor. Finita Element (FE)-programmet Ansys 2020 R2 har använts som ett meshverktyg för att generera beräkningsnät av växellåda och motorkomponenter. De motoriska excitationskrafterna beräknades i Ansys Maxwell som en separat studentuppsats. Dessa krafter importerades sedan till Romax för att studera drivlinans beteende på grund av motoriska excitationskrafter. Vibrationsanalys utfördes på drivlinan för att förstå effekterna, den dynamiska responsen, av olika krafter. Vidare genomfördes ett design av experiment baserat på vilka mikrogeometrimodifieringar av kugghjul som rekommenderas för att optimera drivlinans vibrationsrespons.

No description available.

Nowadays, increasing pressure from legislation and customer demands in the automotive industry are forcing manufacturers to produce greener vehicles with lower emissions and fuel consumption.As a result, electrified and hybrid vehicles are a growing popular alternative to traditional internal combustion engines (ICE). The noise from an electric vehicle comes mainly from contact between tyres and road, wind resistance and driveline. The noise emitted from the driveline is for the mostpart related to the gearbox. When developing a driveline, it is a factor of importance to estimate the noise radiating from the gearbox to achieve an acceptable design.Gears are used extensively in the driveline of electric vehicles. As the gears are in mesh, a main intrusive concern is known as gear whine noise. Gear whine noise is an undesired vibroacoustic phenomenon and is likely to originate through the gear contacts and be transferred through themechanical components to the housing where the vibrations are converted into airborne and structure-borne noise. The gear whine noise originates primarily from the excitation coming from transmission error (TE). Transmission error is defined as the difference between the ideal smoothtransfer of motion of a gear and what is in practice due to lack of smoothness.The main objective of this study is to simulate the vibrations generated by the gear whine noise in an electric powertrain line developed by AVL Vicura. The electric transmission used in this study provides only a fixed overall gear ratio, i.e. 9.59, under all operation conditions. It is assumed thatthe system is excited only by the transmission error and the mesh stiffness of the gear contacts. In order to perform NVH analysis under different operating conditions, a multibody dynamics model according to the AVL Excite program has been developed. The dynamic simulations are thencompared with previous experimental measurements provided by AVL Vicura.Two validation criteria have been used to analyse the dynamic behaviour of the AVL Excite model: signal processing using the FFT method and comparison with the experimental measurements.The results from the AVL Excite model show that the FFT criterion is quite successful and all excitation frequencies are properly observed in FFT plots. Nevertheless, when it comes to the second criterion, as long as not all dynamic parameters of the system such as damping or stiffnesscoefficients are provided with certainty in the model, it is too difficult to investigate the accuracy of the AVL Excite model. Another investigation is a numerical design study to analyses how the damping coefficients influence the response. After reducing the damping parameters, the results show that the housing and bearings have the highest influence on the response. If more acceptable results are desired,future studies must be concentrated on these to obtain more acceptable damping values. / För närvarande tvingar ökat tryck från lagstiftning och kundkrav inom bilindustrin tillverkarna attproducera grönare fordon med lägre utsläpp och bränsleförbrukning. Som ett resultat ärelektrifierade och hybridfordon ett växande populärt alternativ till traditionellaförbränningsmotorer (ICE). Bullret från ett elfordon kommer främst från kontakten mellan däckoch väg, vindmotstånd och drivlinan. Bullret från drivlinan är i huvudsak relaterat till växellådan.Vid utveckling av en drivlina är det av betydelse att uppskatta bullret från växellådan för att uppnåen acceptabel design.Utväxlingar används i stor utsträckning i elfordons drivlina. Eftersom kugghjulen är i kontaktuppstår ett huvudproblem som är känt som ett vinande ljud från kugghjulskontakten.Kugghjulsljud är ett oönskat vibro-akustiskt fenomen och uppstår sannolikt på grund avkugghjulkontakterna och överförs via de mekaniska komponenterna till växellådshuset därvibrationerna omvandlas till luftburet och strukturburet ljud. Kugghjulsljudet härstammarhuvudsakligen från exciteringen som kommer från transmissionsfel (TE) i kugghjulskontakten.Överföringsfelet definieras som skillnaden mellan den ideala smidiga rörelseöverföringen hoskugghjulen och rörelsen som sker i verkligheten på grund av ojämnheter.Huvudsyftet med denna studie är att simulera vibrationerna som genereras avkugghjulskontakterna i en elektrisk drivlina utvecklad av AVL Vicura. Den elektriska drivlinan somanvänds i denna studie har endast ett fast utväxlingsförhållande, dvs 9,59, för alladriftsförhållanden. Det antas att systemet är exciterat endast av överföringsfelet och kugghjulensstyvhet i kuggkontakterna. För att kunna utföra NVH-analys under olika driftsförhållanden har enstelkroppsdynamikmodell utvecklats med hjälp av programmet AVL Excite. De dynamiskasimuleringarna jämförs sedan med tidigare experimentella mätningar som tillhandahålls av AVLVicura.Två valideringskriterier har använts för att analysera det dynamiska beteendet hos AVL Excitemodellen:signalbehandling med FFT-metoden och jämförelse med experimentella mätningar.Resultaten från AVL Excite-modellen visar att FFT-kriteriet är ganska framgångsrikt och allaexcitationsfrekvenser observeras korrekt i FFT-diagrammen. Men när det gäller det andra kriteriet,så länge som inte alla dynamiska parametrar i systemet, såsom dämpnings- ellerstyvhetskoefficienter, är tillförlitliga i modellen, är det för svårt att undersöka exaktheten hos AVLExcite-modellen.En annan undersökning som utförts är en numerisk designstudie för att analysera hurdämpningskoefficienterna påverkar responsen. Efter minskning av dämpningsparametrarna visarresultaten att växellådshus och lager har störst inflytande på resultatet. Om mer acceptabla resultatär önskvärda måste framtida studier koncentreras på dessa parametrar för att uppnå mer acceptabladämpningsvärden.

Nowadays, increasing pressure from legislation and customer demands in the automotive industryare forcing manufacturers to produce greener vehicles with lower emissions and fuel consumption.As a result, electrified and hybrid vehicles are a growing popular alternative to traditional internalcombustion engines (ICE). The noise from an electric vehicle comes mainly from contact betweentyres and road, wind resistance and driveline. The noise emitted from the driveline is for the mostpart related to the gearbox. When developing a driveline, it is a factor of importance to estimatethe noise radiating from the gearbox to achieve an acceptable design.Gears are used extensively in the driveline of electric vehicles. As the gears are in mesh, a mainintrusive concern is known as gear whine noise. Gear whine noise is an undesired vibroacousticphenomenon and is likely to originate through the gear contacts and be transferred through themechanical components to the housing where the vibrations are converted into airborne andstructure-borne noise. The gear whine noise originates primarily from the excitation coming fromtransmission error (TE). Transmission error is defined as the difference between the ideal smoothtransfer of motion of a gear and what is in practice due to lack of smoothness.The main objective of this study is to simulate the vibrations generated by the gear whine noise inan electric powertrain line developed by AVL Vicura. The electric transmission used in this studyprovides only a fixed overall gear ratio, i.e. 9.59, under all operation conditions. It is assumed thatthe system is excited only by the transmission error and the mesh stiffness of the gear contacts. Inorder to perform NVH analysis under different operating conditions, a multibody dynamics modelaccording to the AVL Excite program has been developed. The dynamic simulations are thencompared with previous experimental measurements provided by AVL Vicura.Two validation criteria have been used to analyse the dynamic behaviour of the AVL Excite model:signal processing using the FFT method and comparison with the experimental measurements.The results from the AVL Excite model show that the FFT criterion is quite successful and allexcitation frequencies are properly observed in FFT plots. Nevertheless, when it comes to thesecond criterion, as long as not all dynamic parameters of the system such as damping or stiffnesscoefficients are provided with certainty in the model, it is too difficult to investigate the accuracy ofthe AVL Excite model.Another investigation is a numerical design study to analyses how the damping coefficientsinfluence the response. After reducing the damping parameters, the results show that the housingand bearings have the highest influence on the response. If more acceptable results are desired,future studies must be concentrated on these to obtain more acceptable damping values. / För närvarande tvingar ökat tryck från lagstiftning och kundkrav inom bilindustrin tillverkarna attproducera grönare fordon med lägre utsläpp och bränsleförbrukning. Som ett resultat ärelektrifierade och hybridfordon ett växande populärt alternativ till traditionellaförbränningsmotorer (ICE). Bullret från ett elfordon kommer främst från kontakten mellan däckoch väg, vindmotstånd och drivlinan. Bullret från drivlinan är i huvudsak relaterat till växellådan.Vid utveckling av en drivlina är det av betydelse att uppskatta bullret från växellådan för att uppnåen acceptabel design.Utväxlingar används i stor utsträckning i elfordons drivlina. Eftersom kugghjulen är i kontaktuppstår ett huvudproblem som är känt som ett vinande ljud från kugghjulskontakten.Kugghjulsljud är ett oönskat vibro-akustiskt fenomen och uppstår sannolikt på grund avkugghjulkontakterna och överförs via de mekaniska komponenterna till växellådshuset därvibrationerna omvandlas till luftburet och strukturburet ljud. Kugghjulsljudet härstammarhuvudsakligen från exciteringen som kommer från transmissionsfel (TE) i kugghjulskontakten.Överföringsfelet definieras som skillnaden mellan den ideala smidiga rörelseöverföringen hoskugghjulen och rörelsen som sker i verkligheten på grund av ojämnheter.Huvudsyftet med denna studie är att simulera vibrationerna som genereras avkugghjulskontakterna i en elektrisk drivlina utvecklad av AVL Vicura. Den elektriska drivlinan somanvänds i denna studie har endast ett fast utväxlingsförhållande, dvs 9,59, för alladriftsförhållanden. Det antas att systemet är exciterat endast av överföringsfelet och kugghjulensstyvhet i kuggkontakterna. För att kunna utföra NVH-analys under olika driftsförhållanden har enstelkroppsdynamikmodell utvecklats med hjälp av programmet AVL Excite. De dynamiskasimuleringarna jämförs sedan med tidigare experimentella mätningar som tillhandahålls av AVLVicura.Två valideringskriterier har använts för att analysera det dynamiska beteendet hos AVL Excitemodellen:signalbehandling med FFT-metoden och jämförelse med experimentella mätningar.Resultaten från AVL Excite-modellen visar att FFT-kriteriet är ganska framgångsrikt och allaexcitationsfrekvenser observeras korrekt i FFT-diagrammen. Men när det gäller det andra kriteriet,så länge som inte alla dynamiska parametrar i systemet, såsom dämpnings- ellerstyvhetskoefficienter, är tillförlitliga i modellen, är det för svårt att undersöka exaktheten hos AVLExcite-modellen.En annan undersökning som utförts är en numerisk designstudie för att analysera hurdämpningskoefficienterna påverkar responsen. Efter minskning av dämpningsparametrarna visarresultaten att växellådshus och lager har störst inflytande på resultatet. Om mer acceptabla resultatär önskvärda måste framtida studier koncentreras på dessa parametrar för att uppnå mer acceptabladämpningsvärden.