Kraven på planetväxlars prestation blir allt högre samtidigt som tillverkningen ska ske snabbare och på ett allt mer effektivt sätt. Vid tillverkning av planet-, sol-och ringhjul så kan inte exakt diameter erhållas, detta samt andra brister leder till ojämn lastfördelning när fler än tre planethjul används. Målet med arbetet var att ta fram ett koncept på en förinställning för planethjul i en planetväxel med koniska kugghjul, samt kostnadsuppskattning och monteringsanvisning för konceptet. Studien resulterade i att det kan finnas en lönsamhet för konceptet, vilket medför att vidare simulering och tester anses varar aktuellt.

Företaget SwePart i Liatorp har tagit fram en prototyp på en planetväxel utan glapp vilken kan gynna bl.a. robotindustrin. Problematiseringen är att växeln låter illa vid rotation vilket är vad som ska studeras i detta arbete.Syftet med det här arbetet är att studera reaktionskrafter mellan kuggarna samt kuggformens inverkan på jämnheten i växelns gång. Dessa studier kan leda till kunskap om orsaken till missljud vid interaktion mellan kuggar på planetväxlar. Målet är att få en större inblick i hur kuggarna påverkar varandra vid kontakt och momentöverföring.Studierna utförs genom simuleringar med hjälp av programmet MSC Adams, där SweParts prototypväxel analyseras genom att ta fram kontaktkrafter mellan ett planethjul och ringhjulet.Simuleringarna visar på stora hopp i amplituden under simuleringens tidsintervall vilket kan vara orsaken till missljud. Detta beror bl.a. på kuggarnas form.

The project has worked with the function and structure of epicyclical automatic transmissions. The goal of the project has been to find a mathematical way of representing the transmissions setup and possible power flows. Furthermore the project has included the generation of all theoretically possible matrix representations of two simple planetary gear sets in MATLAB as the base for a future optimization model. The result of the project is a large quantity of matrix representations of the two planetary gear sets and their connections and shafts. The result from the MATLAB program has been verified by comparing the structure and the number of solutions to all manually derived setups. The result from the program can be considered to be complete for two planetary gears but to extend the analysis to more complex planetary gears and gearboxes with more than two sets, another method is suggested. The generation process in this project has been rather complex and time consuming. The conclusions drawn from this project is that it is possible to represent many epicyclical automatic transmissions in matrix form. An optimization program based on this type of matrix would simplify the design of new, more complex and more efficient epicyclical transmissions leading to more efficient vehicles. Key words: automatic transmission, planetary gear, matrix representation / Projektet har behandlat epicykliska automatväxellådor och dess uppbyggnad och funktion. Idén med projektet har varit att ta fram ett sätt för att på ett matematiskt sätt representera växellådans struktur och dess möjliga effektflöden. Utöver detta har arbetet inneburit att alla teoretiskt möjliga matrisrepresentationer för två enkla sammankopplade planetväxlar har tagits fram i MATLAB som underlag för en framtida optimeringsmodell. Resultatet av arbetet är en stor mängd uppställningar av dessa två planetväxlar och dessas sammankopplingar. Resultatet från MATLAB har jämförts och verifierats genom manuell beräkning av antalet variationer och dessas utseende. Resultatet från programmet kan anses som komplett men för en utökad analys av epicykliska automatväxellådor med fler än två planetväxlar och andra typer än den enklaste formen av planetväxel, rekommenderas en annan typ av framställning av alla möjliga variationer. Den metoden för att generera sammankopplingar som har använts i detta projekt är för komplex och tidskrävande. Slutsatsen av projektet är att det finns möjlighet att generera och representera många epicykliska automatväxellådor på matrisform. Ett optimeringsprogram baserat på denna typ av matris kan förenkla utvecklingen av nya mer avancerade och mer effektiva epicykliska automatväxelådor vilket leder till mer effektiva fordon. Nyckelord: automatisk växellåda, planetväxel, matrisrepresentation

Arbetets syfte är att undersöka hur en planetväxel kan optimeras med avseende på kostnad och momentöverföringskapacitet då det konceptuella balanseringssystemet skapat av Swepart Transmission AB appliceras på en planetväxel. Arbetet undersöker även huruvida höghållfasta stål kan användas för att optimera en planetväxel ytterligare. Planetväxlarna i detta arbete genererades i programvaran KISSsoft och 3D-modeller av dessa planetväxlar skapades i SolidWorks. Olika tillverkningsfel introducerades i en planetväxel och dess inverkan på lastfördelningen mellan planethjulen samt balanseringsystemets förmåga att reducera dessa fel undersöktes med hjälp av programvaran MSC Adams. Resultatet från undersökningarna i MSC Adams användes sedan för att optimera planetväxlarna. För planetväxlarna utfördes slutligen en mass- och kostnadsjämförelse för att undersöka hur konkurrenskraftig en planetväxel med Sweparts balanseringssystemet är jämfört med dagens konventionella planetväxlar.

Lately the discussion on how big impact vehicles has on the environment has grown bigger and bigger. The vehicle manufacturers are building cars, trucks, and wheel loaders etc. that are getting more and more fuel efficient for every year. But where do the engineers at the companies make the improvements? The drive train is one area of the vehicle where many different sources of losses are found. The gearbox is one example, where the losses are both dependent and independent on the torque transferred by the gear pairs. The gearbox consists of several components that all of them contribute to the total system power loss. It is therefore of great interest to understand the magnitude of the losses in the gears, for different operating conditions, and also to be able to determine how they change with, for instance, rotational speed, oil viscosity. The goal of the master thesis was to make a study about the oil churning losses in a 6 speed automatic gearbox. This model makes use of calculations which were based on scientific experiments. This makes the loss calculations more advanced and accurate than the generalized formulas in most commercial software’s. This model takes into account only the oil churning and oil pocketing losses and shall not hold account for the windage losses or the other losses such as losses occurring due to bearings, seals, pumps etc. Due to time constraint a user friendly programme could not be written but the generated programme can be modified to make it easier for the user to input the data and produce results. All gears are modelled in simple modules built using MATLAB m-codes. Assumptions are made in the code when it came to choosing the oil viscosity. / På senare år har diskussionen om fordonens miljöpåverkan blivit allt mer intensiv. Fordonstillverkarna bygger bilar, lastbilar, hjullastare, etc., vars bränsleeffektivitet årligen når nya höjder. Var finns utrymme för förbättringar? Drivlinan är en del av fordonet där många olika förlustkällor påträffas; t.ex. växellådan, där förlusterna både är beroende och oberoende av det vridmoment som överförs av kugghjulsparen. Växellådan består av ett flertal komponenter som bidrar till systemets totala effektförlust. Det är därför av stort intresse att förstå omfattningen av förlusterna i kugghjulen, för olika driftsförhållanden, och att kunna bestämma hur förlusterna är relaterade till t.ex. rotationshastighet och oljeviskositet. Målet med examensarbetet var att göra en undersökning om oljeskvalpförluster (”oil churning losses”) i en 6-växlad automatlåda. Modellen använder beräkningar baserade på vetenskapliga experiment. Detta gör förlustberäkningarna mer avancerade och exakta än de allmänna formler som de flesta kommersiella programvaror nyttjar. Modellen tar endast hänsyn till oljeskvalpförluster och oljeficksförluster (”oil pocketing losses”) och tar icke hänsyn till vindförluster eller andra förluster såsom lagerförluster, friktion i tätningar, pumpförluster, etc. På grund av projektets tidsramar har förfiningen av programmets användargränssnitt prioriterats lågt; vid behov kan detta åtgärdas för att förenkla input och output av data. Alla kugghjul modelleras i enkla moduler som byggts som MATLAB-skript. Antaganden görs i koden när det gäller oljans viskositet .

Mechatronics is a rapidly growing field that combines elements of mechanical, electrical, and software engineering to design and develop intelligent systems. One area where mechatronics still has the potential to have a significant impact is personal appliances and aids for people with disabilities, which this report aims to explore. This bachelor thesis focuses on the design and development of a mechatronic lid opener. The main objective of this project is to explore the feasibility of creating a functional prototype that can automatically open jar lids with minimal user intervention. A secondary objective is to explore the market potential for such a product. In order to achieve the main objective, a prototype was designed, constructed, and tested. Further, a brief supplementing market analysis was conducted. The result showed that the construction was durable enough to withstand the pressure it put on the jar, and the function of the planetary gearing works as intended. Although, from the tests, it is concluded that the prototype’s functionality is not developed enough to reach the goal. This is derived from the limitations of construction on the gripping arms and lack of inertia leading to premature rotation. The result also showed that the market for automated or motorized home appliances is small, with identified target groups generally having low purchasing power. Low effort is recognized to achieve what this project aimed to do, which is why future studies from this project are of high interest. / Mekatronik är ett snabbt växande område som kombinerar element av mekanik, elektronik och mjukvaruteknik för att designa och utveckla intelligenta system. Ett område där mekatronik fortfarande har potential att ha en betydande inverkan är personliga applikationer och hjälpmedel förpersoner med funktionsvariation, som denna rapport syftar till att utforska. Denna kandidatuppsats fokuserar på design och utveckling av en mekatronisk burköppnare. Huvudsyftet med detta projekt är att utforska möjligheten att skapa en funktionell prototyp som automatiskt kan öppna burklock med minimalt krav på inverkar från användaren. Ett sekundärt mål är att utforska marknadspotentialen för en sådan produkt. För att uppnå detta huvudsyfte designades, konstruerades och testades en prototyp. Vidare genomfördes en kort kompletterande marknadsanalys. Resultatet visade att konstruktionen var tillräckligt tålig för att klara trycket den satte på burken och planetväxelns funktion fungerar som planerat. Däremot dras slutsaten utifrån testerna att prototypens funktionalitet inte är tillräckligt utvecklad för att nå målet. Detta härrör från begränsningarna av konstruktionen av griparmarna och bristen på tröghet som leder till för tidig rotation. Resultatet visade också att marknaden för automatiserade eller motoriserade hushållsapparater är liten, där identifierade målgrupper generellt har låg köpkraft. Liten ansträngning anses nödvändigt för att uppnå vad detta projekt syftade till, varför framtida studier från detta projekt är av stort intresse.