Vibration analysis of a power take-off line

Abstract

Gear rattle is a phenomenon that occurs when idling or lightly loaded gears collide due to engine’s torque fluctuations. This behaviour is related to vibration behaviour of the transmission system. Aim of this master’s thesis is to evaluate Adams and Adams/Machinery as a simulation tools for modelling the rattle e ect in a transmission system. A case study of tractor’s power take-o driveline, suspected to be prone to rattle, is performed in this work. Modelling methods used by Adams in this type of study are presented in the theory section while simulation model build with the software during this work is presented in the results. The Machinery toolbox is used to create gears and bearings while other model components are created with standard Adams tool set. Geometries and excitations are exported from other softwares. Results were obtained from multiple variations of a base model. These result sets and literature review suggest that Adams/Machinery may not be the most suitable tool for rattle analysis. While the system behaviour was partially captured, for accurate modelling user-written routines must be used which may be more easily performed with other tools. Further research about this topic is required.

Vaihteistossa käyttävä ja vapaana pyörivä käytettävä hammaspyörä voivat tietyissä olosuhteissa värähdellä toisiaan vasten käytön aikana. Kyseinen ilmiö tunnetaan hammaspyörien kalinailmiönä (eng. rattle e ect) ja se on voimakkaasti sidoksissa voimansiirtolinjan värähtelyominaisuuksiin. Tämän diplomityön tavoitteena on arvioida Adams-ohjelmiston soveltuvuutta kalinailmiön mallinnukseen vaihteistossa. Ohjelmiston arviointi suoritettiin analysoimalla traktrorin voiman ulosoton voimansiirtojärjestelmää kyseistä ohjelmistoa hyödyntäen. Adamsin käyttämät laskentamentelmät esitettiin teoriaosiossa ja itse malli puolestaan esiteltiin tulososiossa. Hammaspyöräsysteemit ja laakeroinnit mallinnettiin Adams/Machinery-työkalulla, siinä missä muut mallin osa-alueet rakennettiin Adamsin vakiotyökaluilla. Kappaleiden geometriat ja herätesignaalit tuotettiin muilla ohjelmistoilla. Tulokset koottiin usealta eri mallin variaatiolta. Kirjallisuuskatsaus sekä nämä tulokset ehdottavat, että Adams/Machinery ei välttämättä ole tehokas työkalu kalinailmiön mallintamiseen. Vaikka järjestelmän käyttäytyminen onnistuttiin osittain mallilla toistamaan, ilmiön tarkkaan kuvaukseen vaaditaan käyttäjän kirjoittamia funktioita, mikä puolestaan voi olla helpommin toteutettavissa muilla työkaluilla. Lisätutkimuksia aiheesta tarvitaan.