Design of a test rig for the development of gears for passenger car applications

Tato práce se věnuje návrhu měřicího stavu sloužícího k posouzení vibro-akustických projevů ozubených kol automobilové převodovky. V teoretické části jsou shrnuty poznatky týkající se principu vzniku vibrací při záběru ozubení se zaměřením na chybu převodu jako důležitého ukazatele. Následuje popis experimentálního přístupu pro zjištění tohoto parametru a zhodnocení využívaných koncepcí pro jeho měření. Na základě rešerše byl vypracován vlastní koncepční návrh uzavřené smyčky toku krouticího momentu, který umožňuje měřit statickou chybu převodu ozubeného páru kol o různých velikostech a při nerovnoběžnosti hřídelí pro definovaný provozní rozsah otáček a zátěžného momentu. Představeny jsou vývojové fáze měřicího stolu, který je stěžejní komponentou nesoucí jednotlivé prvky měřicí smyčky, a které byly podrobeny modálním analýzám v programu ANSYS Workbench. Součástí návrhu je popis zásadních komponent umožňujících měření a deformačně-napěťová analýza předpínacího mechanismu. Zahrnuto je rovněž posouzení bezpečnosti kritických míst vybrané hřídele, u které je porovnán analytický přístup s numerickým MKP výpočtem.This thesis is aimed to design of test rig which serves for measuring of vibro-acoustic characteristics of gears used in automotive gearboxes. In the theoretical part, the basic principles of initiated vibrations caused by gear meshing are described, especially due to transmission error as an important parameter. Next part of the paper is dedicated to description of experimental approach used in measuring of this characteristic and evaluation of used conceptual designs is also included. Own designed closed loop test rig allows to measure static transmission error of various sizes of gears even if the shafts are not parallel under the specific operating range. The main part of the design is measuring bench, whose developmental phases are shown, and which carries all important components for the measurement. Thesis also includes modal analysis of those constructions performed in ANSYS Workbench. The main parts of closed loop are described in details and static structural analysis of torsional loading device is done. Final part of the thesis compares analytical versus numerical approach to calculate safety factor of the critical point of a chosen shaft.