Návrh hybridní skříně převodovky elektromobilu (kov/kompozit)

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá navržením hybridního (kov/kompozit) horního víka převodovky elektromobilu. Nejprve jsou představeny nejvhodnější materiály pro výrobu víka a výrobní metody. V dalším jsou řešena napětí, posuvy a tuhosti stávající duralové skříně. Následně je navržena a analyzována hybridní verze, kdy je cílem dosáhnout vyšší nebo ekvivalentní tuhosti a nižší hmotnosti. Podmínkou návrhu byla vyrobitelnost metodou kontaktní laminace. Výsledné hybridní víko splňuje cíl snížení hmotnosti, a to o 24,9 %. Pro větší zvýšení tuhosti bude muset být použita další výrobní metoda, kterou je navíjení. Dosáhnout zvýšení tuhosti a splnit podmínku výrobní metody se ukázalo být jako nereálné. Dosažené posuvy středů ložisek hybridní verze bez výztuh jsou 2,88x až 4,78 nižší než pro duralovou verzi (s výztuhou 2,65x až 4,3x nižší). Ačkoli jsou výsledné tuhosti nižší, správnou funkci převodovky nemusí ovlivnit. Výsledky této práce umožňují přejít k další optimalizaci hmotnosti nebo návrhu víka vyrobitelného metodou navíjení.

This master thesis is focused on the design of hybrid (metal/composite) housing of the gearbox for an electric car. First the most suitable materials for the manufacturing of the housing are introduced, along with suitable manufacturing methods. Following the stresses, deformations and stiffness of the current duralumin gearbox case are considered. Following, the hybrid version is designed and analysed. The goal for the hybrid version is to gain a housing with lower weight and higher or equivalent stiffness. The housing must be manufacturable using the hand lamination method. The newly designed housing has met demands of lower weight of 24,9 %. However, in order to reach a higher stiffness it would be necessary to use a winding method. In conclusion, it was shown that to reach a higher stiffness was unreachable while meeting the demand of the assigned manufacturing method. The displacements of the midpoints of the bearings are 2,88x to 4,78x lower than for a duralumin version (with a bracing 2,65 to 4,3x lower). Although the results show that the final stiffness is lower, this may not necessarily impair the proper functioning of the gearbox. The findings presented in this thesis can be used for further weight optimization or design of a housing manufacturable by a winding method.