1 of 16

Snižování vibrací a hluku převodových ústrojí optimalizací záběru ozubených kol

Alexander Czakó

​

Zahájení studia: 01. 12. 2020

​

Plánovaný konec studia: 01. 12. 2024

2 of 16

Předběžné téma disertační práce

3 of 16

Téma

  • Návrh nového názvu DDP
    • Analýza vplyvu výrobných nepresností na chybu prevodu čelného ozubenia

​

  • Predbežné ciele práce
    • Parametrický model priameho a šikmého čelného ozubenia s možnosťou zahrnutia výrobných nepresností a mikro-geometrických modifikácií na základe zmeranej topografie reálneho ozubenia.

​

​

​

​

​

​

​

    • Výpočtový kvázi-statický MKP model záberu čelného ozubenia na testovacom stave s uzavretým silovým okruhom.

​

Chyba prevodu (Transmission Error)

Parametrický MKP model záberu ozubenia

Zmeraný tvar profilu zuba

3

http://http://automotiveengineering.online/

4 of 16

Téma

    • Stanovenie statickej chyby prevodu čelného ozubenia s výrobnými nepresnosťami, v rámci rôznych tried presnosti, a mikro-geometrickými modifikáciami výpočtovým prístupom a porovnanie s výsledkami merania na testovacom stave s uzavretým silovým okruhom.

​

​

​

​

​

​

​

​

  • Ďalšie činnosti
    • Chyba prevodu jednostupňovej prevodovky pre koľajové vozidlá (rôzne úrovne modelu)

Testovací stav s uzavretým silovým okruhom na meranie chyby prevodu (VŠB TUO)

4

http://http://automotiveengineering.online/

5 of 16

Vědecké otázky a pracovní hypotézy své disertační práce

  • Vedecká otázka č. 1
    • Akú úroveň komplexnosti musí mať výpočtový model, aby sa výsledná statická chyba prevodu čelného ozubenia a jej priebeh zhodovali s primeranou odchýlkou s výsledkami z technického experimentu na testovacom stave s uzavretým silovým okruhom?

​

  • Hypotéza č. 1
    • Úroveň výpočtového modelu má zásadný vplyv na priebeh a veľkosť chyby prevodu. Z rešerše vyplýva nutnosť začlenenia do modelu nielen ozubených kolies, ale aj hriadeľov, ložísk, skrine prevodovky (pokiaľ je nosným prvkom) a prípadných nepresností. V prípade realizácie merania na testovacom stave s uzavretým silovým okruhom dochádza k interakcii s druhou (reakčnou) prevodovkou a ďalšími komponentami, ktoré je nutné začleniť do výpočtového modelu a posúdiť tak ich vplyv naprieč celým prevádzkovým rozsahom točivého momentu.

5

http://http://automotiveengineering.online/

6 of 16

Vědecké otázky a pracovní hypotézy své disertační práce

  • Vedecká otázka č. 2
    • Do akej miery znegujú výrobné nepresnosti boku zubov kladný vplyv mikro-geometrických modifikácií čelného ozubenia na nízku fluktuáciu vypočítanej a nameranej statickej chyby prevodu?

​

  • Hypotéza č. 2
    • Pri návrhu ozubenia je predpisovaná aj trieda presnosti, v ktorej sa má dané ozubenie vyrobiť, vrátane výstupnej kontroly. V rámci daného rozsahu triedy presnosti a vzájomnej kombinácii spolu zaberajúcich zubov môže dôjsť k takej kombinácii, kedy výrobná nepresnosť významnou mierou ovplyvní mikro-geometrické modifikácie, čím je negatívne ovplyvnený pomer výrobných nákladov a technických parametrov ozubenia. K docieleniu lepšieho pomeru je nutné zahrnúť do výpočtového modelu aj výrobné nepresnosti ozubenia a analyzovať ich vplyv na chybu prevodu modifikovaného ozubenia. Výrobné nepresnosti môžu nadobúdať široké spektrum vzájomných kombinácii. Z tohto dôvodu je nutné zahrnúť do výpočtu ich vhodné kombinácie, na základe pravdepodobnosti, a ich vplyv na chybu prevodu.

6

http://http://automotiveengineering.online/

7 of 16

Jaký bude přínos tzv. bílé místo DP

  • Problematika, ktorou sa zaoberá táto dizertačná práca je v súčasnosti veľmi aktuálna (aj napriek tomu, že jej počiatky siahajú do polovice minulého storočia) o čom svedčí aj veľké množstvo novodobých publikácií. Z rešerše vedeckých článkov vyplýva, že reálny tvar ozubenia (výrobné nepresnosti) má výrazný vplyv na chybu prevodu, a teda vibrácie a následný hluk. Väčšina autorov však túto skutočnosť zanedbáva. Cieľom tejto práce bude preto preskúmať túto oblasť hlbšie a priblížiť sa jednotlivými úrovňami výpočtových (MKP) modelov k výsledkom statickej chyby prevodu z technického experimentu na testovacom stave s uzavretou slučkou točivého momentu, a stanoviť vplyv pomocnej prevodovky tohto stavu na statickú chybu prevodu súkolia testovanej prevodovky. Ďalším cieľom bude určiť, do akej miery ovplyvňujú výrobné nepresnosti pozitívny prínos (z hľadiska nižšej fluktuácie chyby prevodu) mikro-geometrických modifikácií ozubenia.

7

http://http://automotiveengineering.online/

8 of 16

Aktulizovaný plán studia

9 of 16

Časový plán studia

  • Termíny složení zkoušek

9AJ – 31.08.2022 (splnené) 9VNP – 31.08.2022 (splnené 31.08.2021)

9VPR – 31.08.2022 (splnené 03.05.2022) 9MBO – 31.08.2022 (splnené)

9PEX – 31.08.2022 (splnené 26.01.2022)

​

  • Termín odevzdání pojednání k Státní doktorské zkoušce
    • Odovzdané 27.09.2023

​

  • Termín zahraniční stáže
    • Dohodnutá stáž na University of Innsbruck (01.10. – 30.11.2024)
                  • Podaná žiadosť na štipendijný program AKTION – zamietnutá

​

  • Termín odeslání článku do redakce článku nutného k obhajobě disertační práce
    • 2023
    • CZAKÓ, Alexander, Kamil ŘEHÁK, Aleš PROKOP, Jakub REKEM, Daniel LÁŠTIC and Miroslav TROCHTA. 2024. Static transmission error measurement of various gear-shaft systems by finite element analysis. Journal of Measurements in Engineering [online]. 12(1), 183-198. DOI: 10.21595/jme.2023.23843. ISSN 2335-2124. Available at: https://www.extrica.com/article/23843

​

  • Termín odevzdání disertační práce
    • 01.12.2024

9

http://automotiveengineering.online/

10 of 16

Publikace

11 of 16

Seznam publikací

  • CZAKÓ, A., K. ŘEHÁK and A. PROKOP. 2020. DETERMINATION OF TRANSMISSION ERROR AT HELICAL GEAR. In: ENGINEERING MECHANICS 2020 [online]. p. 118-121. DOI: 10.21495/5896-3-118. Available at: https://www.engmech.cz/im/proceedings/show_p/2020/118
    • WoS

  • CZAKÓ, A.; ŘEHÁK, K.; PROKOP, A.; RANJAN, V. Determination of static transmission error of helical gears using finite element analysis. Journal of Measurements in Engineering, 2020, roč. 8, č. 4, s. 167-181. ISSN: 2335-2124.
    • WoS, Scopus

​

  • CZAKÓ, Alexander, Kamil ŘEHÁK, Aleš PROKOP, Jakub REKEM, Daniel LÁŠTIC and Miroslav TROCHTA. 2024. Static transmission error measurement of various gear-shaft systems by finite element analysis. Journal of Measurements in Engineering [online]. 12(1), 183-198. DOI: 10.21595/jme.2023.23843. ISSN 2335-2124. Available at: https://www.extrica.com/article/23843
    • WoS, Scopus

​

  • RACKOVSKÝ, D.M., CZAKÓ A. 2024. INFLUENCE OF SINE-SHAPED PROFILE DEVIATIONS ON STATIC TRANSMISSION ERROR. In: ENGINEERING MECHANICS 2024 [online]. p. 246-249. DOI: 10.21495/em2024-246. Available at: https://www.engmech.cz/im/proceedings/show_p/2024/246

​

11

http://http://automotiveengineering.online/

12 of 16

Zapojení do projektů a výuky

13 of 16

Seznam projektů

  • Národní centrum kompetence Josefa Božka pro pozemní dopravní prostředky – ukončené
  • TH03010183, Specifické spojky s prodlouženou životností pro převodová ústrojí kolejových vozidel, zahájení: 01.01.2018, ukončení: 31.12.2021 – ukončené
  • CZ.01.1.02/0.0/0.0/21_374/0026804, Traktor nižší střední třídy se zvýšeným komfortem posádky – ukončené
  • TN02000054, Národní centrum kompetence inženýrství pozemních vozidel Josefa Božka – aktuálne
  • Integration of autonomous cars into passive safety testing using the digital-twin model, project CZ.01.01.01/01/22_002/0000569

​

  • Podané projekty:

​

Fond vědy 2021 – Vytvorenie parametrických CAD modelov rôznych typov čelného ozubenia za účelom analyzovania chyby prevodu prostredníctvom MKP softvéru – nepodporené

​

KInG (1. a 2. kolo) – Test rig designed for research and development of gear engagement in the field of automotive applications in terms of NVH – nepodporené

​

Fond vědy 2022 – Stanovenie chyby prevodu ozubených súkolí simulačným a experimentálnym prístupom �– podporené

​

​

13

http://http://automotiveengineering.online/

14 of 16

Zapojení do výuky

  • Vyučované predmety
    • 2021
      • QRU – 4 x 2 hod, podiel na inovácii zápočtového testu, semestrálneho projektu a skúšky
    • 2022
      • QDZ-A – 9 x 2 hod
      • QRU – 6 x 2 hod, podiel na inovácii zápočtového testu, semestrálneho projektu a skúšky
    • 2023
      • QRU – 4 x 2 hod

​

  • Vedenie diplomovej práce (v spolupráci s doktorom Řehákom)
    • Bc. Ondřej Běloušek – Návrh testovacího stavu pro vývoj ozubení pro automobilové aplikace

​

  • Oponentské posudky bakalárskych prác
    • Zdeněk Přibyl – Plynná paliva pro zážehové motory
    • Kateřina Vaňkátová – Mechanické ztráty pohonných jednotek moderních automobilů
    • Jakub Kolínek – Konstrukční návrh navíjecího mechanismu pro ruční jeřáb

​

  • Vypísané témy BP
    • Metody stanovení chyby převodu
    • Mikro-geometrické modifikace ozubení
    • Vibrace a hluk převodovek

​

​

​

14

http://http://automotiveengineering.online/

15 of 16

Zapojení do výuky

  • Vypísané témy DP
    • Konstrukční návrh testovacího stavu pro měření chyby převodu automobilového ozubení
    • Matematický model proměnlivé tuhosti záběru přímého čelního ozubení
    • Matematický model proměnlivé tuhosti záběru šikmého čelního ozubení
    • Parametrizace konečno-prvkového modelu čelního ozubení s mikro-geometrickými modifikacemi
    • Statická chyba převodu čelního přímého HCR ozubení
    • Statická chyba převodu čelního šikmého HCR ozubení

15

http://http://automotiveengineering.online/

16 of 16

Děkuji za pozornost

Vysoké učení technické v Brně

Fakulta strojního inženýrství

Ústav automobilního a dopravního inženýrství

Technická 2

616 69 Brno

Česká republika