Sähkömoottoriprototyypin mekaniikkasuunnittelu järjestelmällisen tuotesuunnittelun avulla
Kurvinen, Emil (2012)
Tiivistelmä
Työn tavoitteena oli suunnitella sähkömoottoriprototyyppi, joka soveltuu hybridiajoneuvon ajomoottoriksi. Mekaniikkasuunnittelu toteutettiin samanaikaisesti sähkösuunnittelun kanssa ja siinä käytettiin yleisesti käytössä olevaa järjestelmällistä tuotesuunnittelua. Järjestelmällinen tuotesuunnittelu soveltuu laajoihin suunnitteluprojekteihin, sillä sen avulla suunnitteluprosessi on jaoteltu useampiin pieniin askeliin. Työssä esitetään sähkömoottorin yleistä toimintaperiaatetta sekä niitä sähköteknisiä erityispiirteitä, joita mekaniikkasuunnittelussa tulee ottaa huomioon.
Työn tuloksissa käytiin yksityiskohtaisesti läpi roottorin suunnittelu. Muille komponenteille käytettiin samaa järjestelmällistä tuotesuunnittelua mutta niitä ei esitetä yksityiskohtaisesti tässä työssä. Kokonaisuudessaan sähkömoottorista saatiin suunniteltua ratkaisuehdotus, joka täyttää halutut vaatimukset. Lisäksi työssä kerättiin kattava lista standardeista, jotka tukevat sähkömoottorin suunnittelua.
Järjestelmällisen tuotesuunnittelun todettiin soveltuvan sähkömoottorin suunnitteluun hyvin ja saatua ratkaisuehdotusta voidaan pitää toimivana. Moottori suunnitelmasta valmistetaan ensimmäinen prototyyppi keväällä 2012. Prototyyppiä voidaan kehittää suunnittelemalla siitä paremmin sarjatuotantoon soveltuva malli esimerkiksi vähentämällä koneistettavien osien määrää ja korvaamalla ne valukappaleilla. The objective of this thesis was to design a prototype of an electric motor which is suitable to drive a hybrid vehicle. The mechanical design was developed using a systematic product design approach, and it was carried out simultaneously with the electrical design of the product. The systematic product design approach is suitable for large-scale engineering projects as it divides the design process into several small steps. Presented in this thesis are the general working principles of an electrical motor and those specific technical features that must be taken into account in the mechanical design.
The approach was specifically applied to the rotor design, which is described in the results. For rest of the components, the same approach was used. However, the details have not been included in this thesis. The complete design of the electric motor meets the given specific requirements. In addition, a list of standards is presented as a complement to support the design process.
The systematic product design was found to be suitable for the electrical motor design and the final proposal can be considered functional. A set of detailed drawings was prepared in order to manufacture the first prototype in the spring of 2012. Further studies must be carried out to arrive at a more suitable version for mass production, e.g., by reducing the number of machined parts and replacing them with casting parts.
Työn tuloksissa käytiin yksityiskohtaisesti läpi roottorin suunnittelu. Muille komponenteille käytettiin samaa järjestelmällistä tuotesuunnittelua mutta niitä ei esitetä yksityiskohtaisesti tässä työssä. Kokonaisuudessaan sähkömoottorista saatiin suunniteltua ratkaisuehdotus, joka täyttää halutut vaatimukset. Lisäksi työssä kerättiin kattava lista standardeista, jotka tukevat sähkömoottorin suunnittelua.
Järjestelmällisen tuotesuunnittelun todettiin soveltuvan sähkömoottorin suunnitteluun hyvin ja saatua ratkaisuehdotusta voidaan pitää toimivana. Moottori suunnitelmasta valmistetaan ensimmäinen prototyyppi keväällä 2012. Prototyyppiä voidaan kehittää suunnittelemalla siitä paremmin sarjatuotantoon soveltuva malli esimerkiksi vähentämällä koneistettavien osien määrää ja korvaamalla ne valukappaleilla.
The approach was specifically applied to the rotor design, which is described in the results. For rest of the components, the same approach was used. However, the details have not been included in this thesis. The complete design of the electric motor meets the given specific requirements. In addition, a list of standards is presented as a complement to support the design process.
The systematic product design was found to be suitable for the electrical motor design and the final proposal can be considered functional. A set of detailed drawings was prepared in order to manufacture the first prototype in the spring of 2012. Further studies must be carried out to arrive at a more suitable version for mass production, e.g., by reducing the number of machined parts and replacing them with casting parts.