Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Framtagning av nytt kopplingskoncept: För att klara höjda krav på en Husqvarnamotorsåg
Jönköping University, School of Engineering, JTH, Mechanical Engineering.
Jönköping University, School of Engineering, JTH, Mechanical Engineering.
2017 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Development of a new clutch concept : To meet increased demands of a Husqvarna chainsaw (English)
Abstract [sv]

Studien är utförd i form av ett examensarbete vid JTH (Jönköpings Tekniska Högskola) i samarbete med komponentgruppen på Husqvarna AB. Syftet med arbetet var att genom en produktutvecklingsprocess hitta en annan metod för att fästa centrifugalkopplingen på motorsågen 560 XP.

På Husqvarnas motorsågar drivs sågkedjan och oljepumpen med hjälp av en centrifugalkoppling som i dagsläget fästs med ett skruvförband på vevaxeln. För att dagens koppling inte skall lossa under drift rekommenderas ett åtdragningsmoment på 20–25 Nm. Till nästkommande produktgeneration har detta höjts till 30–40 Nm vilket försämrar produktens servicebarhet samt att risken för att ha sönder kopplingen under demontering ökar. Därav uppkom behovet av ett nytt sätt att fästa kopplingen på. Lösningen borde klara de ökade lasterna samt förbättra servicebarhet genom underlättad montering och demontering.

Genom en förstudie bestående av genomgång av befintlig produkt och intervjuer med insatt personal på Husqvarna samlades information in om problemet. Det användes för att sammanställa en konstruktionskriterielista med de krav som borde och önskades uppfyllas. De viktigaste kraven visade sig vara att kunna överföra vridmoment, förhindra att förbandet lossar under drift, minimera ett eventuellt åtdragningsmoment samt att erbjuda montering och demontering med verktyg som medföljer motorsågen vid inköp.

Vidare utfördes en konceptstudie för att hitta en potentiell lösning till problemet. Genom en brainstormingprocess producerades drygt 20 koncept och idéer som sedan sållades och utvärderades med metoderna genomförbarhetsbedömning, Go/No-Go och Pughs matris. Koncepten bedömdes utefter kraven i konstruktionskriterielistan där ett koncept valdes att vidareutvecklas.

Det valda konceptet var ett splinesförband som förhindrade axiell rörelse med hjälp av ett E-clip och fjäderbricka. Styrkorna hos detta koncept låg speciellt i att åtdragningsmomentet kunde elimineras, vilket underlättade montering och demontering. E-clipet hanterades enkelt med motorsågens medföljande verktyg. Beräkningar och grov konstruktion av konceptet utfördes därefter. Det visade sig vara svårt att dimensionera splinesförbandet inom de designbegränsningar studien ställt upp för att minimera påverkan av övriga komponenter i systemet. Skjuvspänningarna i vevaxel och splineständer blev höga på grund av säkerhetsfaktorer för utmattning och användningsområde. Höga nog att överstiga vevaxelmaterialets maximalt tillåtna skjuvspänning flera gånger om. För att minska dessa spänningar behöver troligtvis designbegränsningarna överskridas vilket leder till stora omkonstruktioner.

Dock rekommenderas Husqvarna att fortsätta studera konceptet mer detaljerat och ingående innan det utesluts. Vid jämförelse med befintlig lösning har slutsatsen kunnat dras att skillnaden i skjuvspänningarna mellan båda lösningarna inte borde vara så stora som teorin säger. Detta öppnade upp flertalet förslag på fortsatt arbete. Bland annat att göra datorstödda simuleringar på en detaljkonstruktion av konceptet för att kunna göra mer noggranna hållfasthetsbedömningar. En riskbedömning borde även göras för att öka medvetenheten om de risker och konsekvenser konceptet för med sig.

Abstract [en]

This study is performed as a final thesis project at School of Engineering, Jönköping University in collaboration with the Global Components Group at Husqvarna AB. The purpose of the work was to find another way to attach the centrifugal clutch to the chainsaw model 560 XP.

On Husqvarna's chainsaws, the cutting chain and oil pump are driven by a centrifugal clutch that currently is fastened with a screw joint on the crank shaft. To make sure the clutch won't come loose during operation, a tightening torque of 20–25 Nm is recommended. For the next product generation, the tightening torque has been raised to 30–40 Nm which will worsen the serviceability. Furthermore, the risk of breaking the clutch during disassembly will increase. This led to the need of a new way of fastening the clutch. The solution should withstand the increased loads as well as improve the serviceability through easier assembly and disassembly.

Information about the problem were collected through a pilot study, including a review of the current product and interviews with involved personnel at Husqvarna. This was used to compile a list of necessary and desirable requirements for the solution. The most important requirements proved to be the ability to transfer torque, stop the joint from getting loose during operation, minimize the tightening torque as well as offering assembly and disassembly with the including tool upon purchase.

Furthermore, a conceptual study was carried out to be able to find a solution to the problem. A brainstorming process generated just over 20 concepts and ideas that later were screened and evaluated with various well proven methods, such as Go/No-Go and Pugh's matrix. The concepts were evaluated against the requirements specified in the pilot study and one single concept was chosen for further development.

The chosen concept was a spline joint that prevented axial movement with the help of an E-clip and a spring washer. The strength of this solution was mainly the elimination of the tightening torque, which led to easier assembly and disassembly. The E-clip was easily handled with the tool provided in the purchase. Calculations and a rough design were then performed. It turned out that it was hard to dimension the spline joint within the design limits stated to minimize the impact on the other components in the system. The shear stresses in the crankshaft and the spline teeth ended up high because of safety factors for fatigue life and type of application. High enough to exceed the maximum allowable shear stress of the shaft material several times. To lower these stresses, the design limitations will most likely have to be exceeded which leads to extensive design changes.

However, Husqvarna are recommended to continue the study on this concept in more detail before it is to be precluded. Comparison with the current solution led to the conclusion that the differences in shear stresses between the both solutions shouldn't be as big as the theory claims. This opened a series of suggestions for future work. For instance, computer aided simulations of a detailed design of the concept would more accurately evaluate the strength of the concept. Furthermore, a risk assessment should be performed to address all the risks and consequences the concept brings with it.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , 64 p.
Keyword [en]
Splines, circlips, product development, chainsaw, centrifugal clutch
Keyword [sv]
Splines, spårring, produktutveckling, motorsåg, centrifugalkoppling
National Category
Other Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hj:diva-36715ISRN: JU-JTH-MTA-1-20170125OAI: oai:DiVA.org:hj-36715DiVA: diva2:1131537
External cooperation
Husqvarna Group
Subject / course
JTH, Mechanical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-10-13 Created: 2017-08-14 Last updated: 2017-10-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

170605_Xjobb_Axel_&_Yuan(4132 kB)24 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 4132 kBChecksum SHA-512
5209e53b52c6ddbea8be6f44e0d900f6b6f80f3f67b9e1385e522520c0581e84c21f60b8a29ada4766ffd712ef40e6eee4885684e8433f34af6f1c1472bb5514
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
JTH, Mechanical Engineering
Other Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 24 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 119 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf