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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-320878 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Dafle, Anujit |
| Publisher | KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2022:MF280 |
Page generated in 0.0156 seconds