Diseño mecánico del elemento de transmisión de un vehículo ligero industrial

Abstract

RESUMEN: Este proyecto surge del interés de SEG Automotive en incorporar un sistema de potencia con su máquina eléctrica, denominada BRM, al diferencial de un vehículo ligero industrial. Dentro de este contexto, el objetivo principal de este proyecto es el diseño mecánico de este sistema, desde un punto de vista geométrico y mecánico el cual permita acoplar ambos ejes mediante un elemento transmisor de potencia. Antes de comenzar con el diseño en sí del sistema de transmisión, se plantearán distintas alternativas que se puedan ajustar al correcto funcionamiento del conjunto final. Posteriormente, se realizará el diseño geométrico CAD con el programa “Autodesk Inventor Professional” de los distintos modelos propuestos. Una vez hecho esto, se hará una primera selección y se descartarán aquellos modelos que, por factores geométricos, constructivos y de montaje no sean adecuados. Se procederá a la realización de unos cálculos previos a mano para hacer una primera aproximación y comparativa resistente de las distintas soluciones consideradas. En paralelo, se diseñarán una serie de escenarios de funcionamiento extremos, con el objetivo de identificar las cargas máximas a las que va a estar sometido el sistema. Por último, mediante herramientas basadas en el Método de Elementos Finitos (Nastran/Patran) se realizarán análisis resistentes bajo las hipótesis estática y dinámica (modal), además de un estudio analítico de resistencia a fatiga, comprobando el correcto funcionamiento del diseño final. Para terminar, se detallará el proceso de fabricación del modelo final, así como el planteamiento del diseño de una carcasa protectora y su método de fabricación.

ABSTRACT: This project arises from the interest of SEG Automotive in incorporating a power system with its electric machine, denominated BRM, to the differential of an industrial light vehicle. Within this context, the main objective of this project is the mechanical design of this system, from a geometric and mechanical point of view which allows of the connection of both axes by means of a power transmission/transmitter element. Before starting with the design of transmission system, different solutions will be considered that can be suitable to the correct operating of the final assembly. Afterwards, the geometric CAD design will be realized with the software “Autodesk Inventor Professional” of the different proposed models. Once this is done, a first selection will be realized and those models that, due to geometric, constructive and assembly factors, will be discarded. Preliminary calculations will be carried out by hand to do a resistant first approximation and comparison of the different solutions considered. Scenarios of extreme operating conditions will be designed, with the aim of identifying the maximum loads, to which the system will be subjected. Finally, by software based on Finite Element Method (Nastran/Patran), resistant analyses will be performed under the static and dynamic (modal) hypothesis, in addition to an analytical study of fatigue resistance, checking the correct operating of the final design. To end, the manufacturing process of the final design will be detailed, as well as the design of a protective housing and its manufacturing method.