Jakovaihteiston suunnittelu
Magga, Áslat-Mihkku (2020)
Magga, Áslat-Mihkku
2020
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020052915300
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020052915300
Tiivistelmä
Työssä suunniteltiin jakovaihteisto Geonex Oy:n tuotekehitysprojektiin. Jakovaihteisto on osa dieselmoottorikäyttöisen toimilaitteen kokoonpanoa. Jakovaihteiston tarkoituksena on jakaa dieselmoottorin akseliteho neljälle ulostuloakselille. Opinnäytetyössä suunniteltiin valmis tuote yritykselle ja tehtiin tuotteen valmistuspiirustukset. Suunnitteluohjelmana käytettiin Autodesk Inventor -ohjelmistoa.
Suunnittelussa käytettiin esimerkkinä muiden valmistajien jakovaihteistoja ja niiden rakennetta. Hammaspyörien suunnittelussa apuna käytettiin hammaspyörävalmistaja Kohara Gear Industryn ohjeita ja laskureita. Opinnäytetyön aiheena olevaan kokoonpanoon sopivaa valmista tuotetta ei ole saatavilla, joten se jouduttaisiin teettämään mittatilaustyönä tai valmistamaan itse. Mittatilausvalmisteisen jakovaihteiston pitkä toimitusaika ja korkea ostohinta johtivat oman tuotteen suunnitteluun.
Opinnäytetyössä laskettiin ja suunniteltiin jakovaihteistolla käytettävien laitteiden kuormitukset. Kuormitukset aiheutuvat jakovaihteistoa käyttävästä moottorista ja käytettävien työkoneiden tehontarpeesta. Kuormitukset ovat pääsääntöisesti vääntö- ja taivutusjännityksiä. Kuormitusten perusteella valittiin sitä käyttävä dieselmoottori ja suunniteltiin jakovaihteisto. Jakovaihteistossa on neljä käyttöakselia, joista yksi on läpimenevä akseli. Läpimenevä akseli on vaihteiston keskellä, ja se on myös vaihteiston käyttävä akseli. Kolme muuta akselia ovat ulosottoakseleita. Niiden komponentteja ovat hammaspyörät, akselit, laakerit, runko, tiivisteet ja voiteluaine. Jokainen komponentti on suunniteltu kestämään käytettävien laitteiden mahdolliset ylikuormitustilanteet.
Opinnäytetyön lopputuloksena suunniteltiin jakovaihteiston prototyyppi ja valittiin sitä käyttävä dieselmoottori, hydraulipumput ja jakovaihteiston sisäiset komponentit. Opinnäytetyön aikana tehtyjä laitevalintoja ei haluta julkaista kohdeyrityksen pyynnöstä. Työn tuloksien pohjalta jatketaan prototyypin valmistustoleranssien ja -piirustusten suunnittelua. Lopullisen tuotteen voitelumenetelmä täytyy testata ja todentaa prototyyppitestauksella.
Suunnittelussa käytettiin esimerkkinä muiden valmistajien jakovaihteistoja ja niiden rakennetta. Hammaspyörien suunnittelussa apuna käytettiin hammaspyörävalmistaja Kohara Gear Industryn ohjeita ja laskureita. Opinnäytetyön aiheena olevaan kokoonpanoon sopivaa valmista tuotetta ei ole saatavilla, joten se jouduttaisiin teettämään mittatilaustyönä tai valmistamaan itse. Mittatilausvalmisteisen jakovaihteiston pitkä toimitusaika ja korkea ostohinta johtivat oman tuotteen suunnitteluun.
Opinnäytetyössä laskettiin ja suunniteltiin jakovaihteistolla käytettävien laitteiden kuormitukset. Kuormitukset aiheutuvat jakovaihteistoa käyttävästä moottorista ja käytettävien työkoneiden tehontarpeesta. Kuormitukset ovat pääsääntöisesti vääntö- ja taivutusjännityksiä. Kuormitusten perusteella valittiin sitä käyttävä dieselmoottori ja suunniteltiin jakovaihteisto. Jakovaihteistossa on neljä käyttöakselia, joista yksi on läpimenevä akseli. Läpimenevä akseli on vaihteiston keskellä, ja se on myös vaihteiston käyttävä akseli. Kolme muuta akselia ovat ulosottoakseleita. Niiden komponentteja ovat hammaspyörät, akselit, laakerit, runko, tiivisteet ja voiteluaine. Jokainen komponentti on suunniteltu kestämään käytettävien laitteiden mahdolliset ylikuormitustilanteet.
Opinnäytetyön lopputuloksena suunniteltiin jakovaihteiston prototyyppi ja valittiin sitä käyttävä dieselmoottori, hydraulipumput ja jakovaihteiston sisäiset komponentit. Opinnäytetyön aikana tehtyjä laitevalintoja ei haluta julkaista kohdeyrityksen pyynnöstä. Työn tuloksien pohjalta jatketaan prototyypin valmistustoleranssien ja -piirustusten suunnittelua. Lopullisen tuotteen voitelumenetelmä täytyy testata ja todentaa prototyyppitestauksella.