Projeto de Transmissão e Driveline para Fórmula e Baja SAE Diógenes Moura General Motors Thales Souza Neumayer Tekfor Automotive Brasil Ltda.
Agenda Objetivos de projeto Componentes Dimensionamento Materiais Validação Testes Desempenho dinâmico Considerações finais
Objetivos de um projeto de transmissão e driveline Estrutural (Dimensionamento) Desempenho dinâmico Performance
Transmission e Driveline(Drivetrain) Principais componentes: Embreagem Eixos Engrenagens Garfo Trambulador Pinhão Corrente Coroa Flange Diferencial Mancais Rolamentos Juntas homocinéticas ou Tripóide Semi-eixos Cubo de roda Roda
Dimensionamento Cálculo analítico AGMA DIN ISO RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Reações de apoio Esforços internos Estado de tensões F F RB A B RA Σ MA = 0
Dimensionamento Cálculo por meio do Método dos Elementos Finitos FEM makes a good engineer great and a bad engineer dangerous! Convergência X Tensão GDL Tensões Rigidez
Dados do Veiculo Torque do Motor Tipo de Transmissão Relações de Transmissão Massa do Veiculo Raio Estatico do Pneu Geometria de Suspensão Jounce Curb Rebound Targets do Veiculo Massa do Semi Eixo Rigidez Torcional Temperatura Atributos de NVH Dimensionamento de Semi Eixo Tamanho das Juntas Min/Max Angulo da Junta Externa Min/Max Angulo da Junta Interna Angulo de Trabalho Nominal Curso Axial Comprimento da Barra Envelope Material da Coifa Tipo de Junta Interna Tamanho da Junta Tipo de Junta Tipo de Barra Coifas Abraçadeiras
Wheel Slip Torque (N-m) 716 674 674 1.5 x Wheel Slip (N-m) 1074 1011 1011 Min. Design Yield (N-m) 1074 1011 1011 (1.5 x W.S. or H/S Torque) Min. Design Ultimate (N-m) 1293 1625 1497 (1.5 x H/S Torque-Auto) (2.5 x H/S Torque-Manual) 75% Min. Design Ultimate (N-m) 970 1219 1123 Greater of Yield or 75% Ultimate (N-m) 1074 1219 1123 Sizing Torque @ 85 % FWD (N-m) 912 1036 954 83 % RWD Efficiency C.V. Joint Size 1200 1200 1200 Minimum Yield (B 0 ) (N-m) 1111 1111 1111 % Over Min Yield 0.82 0.93 0.86
Juntas Fixas Rzeppa UF (Undercut Free) Rzeppa Tipos de Junta Juntas Deslizantes Cross Groove Standard Tripod Anti Shudder Tripod Double Offset Joint (DOJ)
Standard Rzeppa Joint Tulipa Gaiola e Esferas Escudo de Pó Pista Interna Abraçadeira Anel ABS Abraçadeira Coifa Barra Junta que transmite velocidade constante com angulo maximo de trabalho de 47 graus.
Under Free Rzeppa Joint Junta que transmite velocidade constante com angulo maximo de trabalho acima de 50 graus.
Comparativo X Standard Undercut Free
Cross Groove Joint Junta de velocidade constante com angulo maximo de trabalho de 22 graus e pouco ganho axial.
Double Offset Joint Junta de velocidade constante com angulo maximo de trabalho de 22 graus e grande ganho axial.
Standard Tripod Joint Tulipa Agulhas Spider Rolamento Junta de velocidade constante com angulo maximo de trabalho de 25 graus.
AAR Joint (Angular Ajusted Rollers) Rolamento de Agulhas com 3 graus de liberdade Junta de velocidade constante com angulo maximo de trabalho de 25 graus e onde é requerido geração de força axial
Materiais Propriedades mecânicas Ensaios universais MATWEB NÃO VALE!!
Materiais Fadiga Carregamento Geometria Acabamento Processo σ Residuais σ Curva SxN * *Corpo de prova polido em flexão alternada
Validação Estática X FEA GAUGE
Validação Dinâmica Torque tempo
Testes
Desempenho dinâmico (Performance) Compatibilidade entre motor e transmissão
Desempenho dinâmico (Performance) - Aquisição de dados 1,0 G 1,2 G?! Além de auxiliar na calibração, a Aquisição de dados também gera dados de entrada para o Dimensionamento! (1) F trativa = m.a (Pneu) ou (2) F trativa = T motor * i primária * i 1a * idiff (Motor)
Considerações finais Objetivos bem definidos Métricas de engenharia Simulação por elementos finitos prescinde do entendimento básico da Res. Mat. Convergência de tensão não elimina a necessidade de validação A falta de conhecimento em materiais leva à falhas prematuras dos componentes Aquisição de dados é essencial para atingir o máximo desempenho dinâmico Did you came to play or to compete?
Obrigado