UAV Helikoptertransmission

Sammanfattning: En grupp på Maskinkonstruktion, KTH har påbörjat arbetet med att utveckla en UAV helikopter (Förarlös helikopter) som framförallt är tänkt att användas vid minröjning. Ramen, rotorerna och motorn är valda och tillverkade men det behövs en transmission från motorn till rotorerna. Denna rapport innehåller utvecklingen av den transmissionen inklusive centrifugalkoppling, axlar och lager. Målet med arbetet är att utforma hela transmissionen från idé till färdig konstruktionslösning med tillhörande CAD modell. Arbetet innefattar däremot inte val av tillverkningsmetod, testflygning med färdig transmission eller vidare arbete för att omkonstruera konstruktionen vid behov. Samtliga delar som skall konstrueras har som mål att ha så låg vikt som möjligt. Vid projektets början utfördes en informationsökning där sökning på internet efter liknande konstruktionslösningar samt möte med uppdragsgivarna genomfördes för att få en bild av projektets omfattning, lista deras önskemål och krav. Dessutom utfördes litteraturstudier både i tidigare kurslitteratur och vetenskapliga rapporter inom området. Konceptframtagningen utfördes med hjälp av en brainstorming och kravspecifikation. En QFD matris användes för att omvandla uppdragsgivarnas krav och önskemål till konkreta produktegenskaper för att göra kravspecifikationen. Plastkugghjul och smala axlar i stål visade sig vara önskvärda. Resultatet blev tre olika koncept. För att uppfylla uppdragsgivarnas och projektdeltagarnas krav och önskemål valdes ett koncept med dubbla kuggremmar och en kuggväxel eftersom det konceptet fick bäst resultat i beslutsmatrisen. Med hjälp av analytiska beräkningar och Fem modeller dimensionerades transmissionen så att kravspecifikationen uppfylldes. Plastkugghjulen och kuggremmarna uppfyllde dock inte kravet om minimal säkerhetsfaktor på 1,6. För att kunna optimera konstruktionen ännu mer måste en testflygning genomföras för att utvärdera de laster som verkar på komponenterna. När dessa är kända är det troligen möjligt att minska vikten. För att minska vikten ytterligare bör en konstruktionslösning med smörjmedel användas eftersom det möjliggör betydligt högre krafter och kontakttryck i kugghjulen som då kan bli betydligt mindre. Uppdragsgivarna bör därför överväga om transmission som utformats i denna rapport med en total vikt på ca 1,8 kg skall användas eller om en dyrare och mer komplicerad konstruktion skall väljas för att minska vikten.