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.

Advanced technologies for the automotive industry require improved designed precision in different areas. Research is needed in order to meet customer demand and satisfaction to increase durability, efficiency, and reliability. That is why continuous development in transmission system has been an exciting topic for many years. The gears in the transmission system demand high resistance against repeated loads acting on the teeth and the ability to engage without energy loss. The intention is to support that effort by investigating seven design cases of a parallel helical gear pair. This master thesis aims to study a gear design concept of adding a supporting ring to reduce the root bending- and contact stresses. To implement this study, seven different design cases were modelled to study the effect of changing the design. One or two support ring structures were added, or the thickness was increased of the gear considered exposed to high stresses. The purpose is to gain a comparative advantage in the automotive industry. M1 is a reference standard design, while the other models (M2-M5/P1-P3) are modified designs with additional rings or changed in thickness. Simulation is an effective and an useful tool to understand and visualize how the complex interaction of the transmission component appears to be. A finite element method (FEM) program was used to investigate these models. The gear pairs were imported into the pre-processor ANSA, the FEM program Abaqus 2017 was used as a solver, and the results were extracted from the post-processor META. To support the aim of this thesis, two of the seven FEM models were validated against a specialized gear calculated program, WindowsLDP, in order to determine the robustness of the simulation models. The transmission error (TE) measurements, root bending- and contact stresses were observed for the validation. Introducing the different models M3-M5 and P1-P3, the root and contact stresses were reduced by 1.2-4.4 and 0.07-4.3 %, respectively, compared to M1. The transmission error TE could differ as much as 85% in M2-M3 as compared to M1. Systematic errors were generated in model M2, therefore the low root stresses obtained in M2 should be considered carefully. Implementing the so-called misalignment measurement, tilting parameter, microgeometry, and profile modification related to crowning and tip relief is discussed and believed to reduce TE measurements, root- and contact stresses. These modifications have not been studied in this thesis. The LDP results showed a trend of higher values compared to the FEM results, which was suggested to be further investigated in the future. / Dagens avancerade teknik inom fordonsindustrin kräver förbättrad precision hos konstruktioner inom olika områden. Forskning behövs för att möta kundernas efterfrågan och för att öka hållbarhet, effektivitet och tillförlitlighet. Detta är varför kontinuerlig utvecklingen av växellådssystem har varit ett hett ämne i många år. Kugghjulstransmission skall ha högt motstånd mot upprepande belastning som förekommer på tänderna och skall även ha en minimal energiförlust. Detta examensarbete siktar mot att stödja den fortsatta utvecklingen inom området genom en fallstudie, mer specifikt för att studera sju olika kugghjulsmodeller som behandlar ett parallellt spiralformade kugghjul. Målet med detta examensarbete är att studera ett kugghjulskoncept där en ring appliceras för att reducera rot- och kontaktspänningar. Utförandet sker genom att studera sju olika modeller, för att veta hur stor påverkan designen utgör. En eller två stödringstrukturer appliceras, eller att öka kuggbredden på det kugghjul som anses vara det mest kritiska för höga spänningar. Denna studie görs för att kugghjulstillverkaren ska vara i utvecklingens framkant och kunna konkurrera inom fordonsindustrin. M1 ären referens och standard designmodell, medan de andra modellerna (M2-M5/ P1-P3) är modifierade design där med ytterligare ringar eller ändrad kuggbredd. Simulering är en effektiv metod för att förstå och visualisera komplexiteten av komponenter inom växellådan. Ett finita elementmetodens program användes för att undersöka dessa modeller, genom att importera geometrierna till pre-processorn ANSA, där Abaqus 2017 användes som en lösare, där sedan resultaten extraheras från post-processorn META. För att stödja denna studien användes två av de sju FEM-modellerna till att valideras mot ett annat specialiserat kugghjulsprogram inom kuggberäkning som heter WindowsLDP. Detta med avsikt att fastställa simuleringsmodellernas robusthet. Det så kallade överföringsfelet, rotböjnings- och kontaktspänningarna var ingående parametrar som behandlades under valideringen. Modellerna M3-M5/P1-P3 introducerades, där rotböjsspänningen och kontaktspänningen reducerades med 1.2-4.4 och 0.07-4.3% när de jämfördes med M1. Överföringsfelet (TE) kunde skilja upp mot 85% mellan M2-M3 jämfört med M1. Ett systematiskt fel uppstod i modell M2, modellens robusthet kunde därmed ej fastställas, då modellens resultat bör övervägas noggrant. Införande av så kallade växelförskjutning, lutning/vippning parametrar, mikrogeometrier och profilmodifieringen relaterat till kronning och tipavlastning, kommer att genera minskade TE-mätningar samt rot- och kontaktspänningar för de spiralformade kugghjulen. Dessa ämne har ej studerats under detta examensarbete. LDP-resultaten visade högre värden relativt jämfört med de FEM resultat, där en trend kunde observeras. Slutsatsen föreslog att detta bör undersökas ytterligare i framtiden.

Vinkelväxlar och slutväxlar spelar en viktig roll för kraftöverföringen mellan motor och hjuli fyrhjulsdrivna bilar. Med en ökande konkurrens finns en efterfrågan för att ständigt förbättraeffektivitet, ljudgenereringegenskaper och hållfasthet. För att uppnå detta krävs en bättreförståelse av systemets dynamiska egenskaper. En detaljerad numerisk dynamisk modell ärdock ofta beräkningsmässigt tung och tidskrävande. Verktygen för den dynamiska modelleringenbehöver bli mer effektiva och i vissa fall kan en kombinationen av två verktyg vara ett bättrealternativ. Denna integrerade plattform kan användas för att effektivt modellera dynamiken ochfå en bättre inblick i systemts beteende.Vinkelväxlen är en enhet vars funktion är att fördela kraften mellan fram- och bakaxel. De viktigastekomponenterna i vinkelväxeln är en hypoid-drevsats och en klokoppling, som aktiveras närkraft ska överföras till bakaxeln via kardanaxeln. Detta arbete modellerar dynamiskt beteendei vinkelväxeln och har sytftet att beräkna transmissionsfelet i systemet och dess effekt somexciteringskälla av ljud och vibrationer i systemet. MSC ADAMS har använts för Multi-Bodyberäkningsverktyg för modelleringen.Det beräknade transmissionsfelet har jämfört med testresultat. Dessutom har en co-simuleringmed både ADAMS och SIMULINK genomförts för att skapa en bas för tillämpa optimeringsalgoritmer.Bultarna i bultförbandet samt deras styvhet och förspänning har inkluderats i modellenoch studerats med avseende på effekten på vibrationer i kopplingspunkter, samt algoritmerför optimering har föreslagits. Korrelationen mellan test och beräkning var mycket god, ochdessutom har förslag på hur denna typ av beräkning kan förbättras ytterligare givits. / Automotive drive units play an important role in transmitting power from an engine to the wheels.In today’s competitive world, there is an increasing demand for these devices to be more efficient,quiet, and reliable at the same time. In order to achieve this, a better understanding of system’sdynamic behavior is necessary. A detailed dynamic model of a system is often computationallyintense to solve and time consuming. This demands more efficient tools to be developed and insome cases integrating two or more tools would be a better option. The integrated platform can beused to effectively model the dynamic behavior of a system and get better insights on the systembehavior.Power Transfer Unit (PTU) is a device whose function is to distribute power between a front axleand rear axle. This unit basically includes hypoid gear set and a dog clutch that is engaged whenthere is a requirement to transfer power to the Rear Drive Unit (RDU) through prop shaft. Thismaster thesis describes modeling the dynamic behavior of a PTU with a goal of predicting thetransmission error in the system and its effect as a source of excitation on the entire unit followedby studying system response to this type of excitation. MSC ADAMS was used as a Multi-BodySimulation tool to model the dynamic behavior of the PTU.The transmission error predicted by the simulation was compared with the test results, a cosimulationbetween SIMULINK and ADAMS was established in order to create a platform toapply optimization algorithms. The bolt and bearing stiffness were incorporated in the model andtheir effect on the mounting point accelerations and bearing point accelerations were studied. Itwas found that the bolt stiffness affects the acceleration levels at the coupling points and suitablealgorithms could be applied in order to find an optimum value. As a result of the good correlationbetween test and simulation data, some other useful conclusions have been derived in order todevelop this approach of modeling.