Dişli çarklarda ana ölçülerin seçimi

Transkript

1 Dişli çarklarda ana ölçülerin seçimi

2 Taksimat dairesi; pinyon dişli mil ile birlikte imâl edildiği durumda, kabaca taksimat dairesi çapı, Pinyon mile takıldığında taksimat dairesi çapı Pinyon feder ile bağlandığında göbek çapı ve taksimat dairesi çapı

3 Modül; dişlilerde diş modülü m in, tam tanımlanması zordur. Ancak m=d01/z1 formülü kullanılarak, mile takılan pinyon için en küçük taksimat dairesi çapı tanımlanmaya çalışılmaktadır. Pinyon mil ile bütün imal edilirse en büyük diş dibi ve taksimat dairesi çapı:

4 Diş genişliği b 1 =ψ d.d o1 ve b 1 = ψ m.m ise eksenler arası mesafe; Düz alın dişli çarklarda deneysel değerlere veya firmaların verilerine dayanarak mekanizma ana ölçüleri yaklaşık olarak bulunmaktadır. Yanakların taşıma gücü için basitleştirilmiş tanımlama değeri mevcuttur. Mesela pinyon dişlinin taksimat dairesi çapı Düz alın dişli mekanizmalarında K değeri malzemeye, sertliğe, ısıl işlemlere, işletme şartlarına ve çevre hızına bağlı olarak firmalar tarafından verilmektedir.

5 Dişli Çarkların Mukavemet Hesabı Sürtünme kuvveti kavramaya başladıktan C noktasına kadar döndürenin merkezinden uzaklaşan; C den kavrama bitimine kadar da döndürenin merkezinden uzaklaşan yönündedir. Bu kuvvetler altında her diş/diş çifti eğilmeye, basıya ve aşınmaya uğrar.

6 Dişli çarklar hesaplanırken üç kontrol hesabı yapılır: 1. Diş dibi mukavemeti: Eğilme, bası ve kayma zorlamalarından dolayı diş dibinin kırılıp kırılmayacağının kontrol edilmesi. Yüzeyi sertleştirilmiş dişlilerde önemlidir. 2. Yan yüzey mukavemeti: Yan yüzeylerde Hertz basıncından dolayı ezilmeler ve küçük krater oluşup oluşmadığının kontrolü. Sertleştirilmiş dişlilerde önemlidir. 3. Aşınma kontrolü: Yağ filminin kopması sonucu dişli çiftlerde oluşan sürtünme durumu incelenir.

7 Kavrama oranı ξ >1 olan dişlilerde bir diş temasta iken başka bir dişte temasta olacaktır. Ancak belirli bir dönme sonucunda sadece bir dişli temasta olacak ve dişli ayrılmaya doğru tekrar başka bir dişli çifti kavramaya başlayacaktır. Dolayısıyla bir dişliye gelen kuvvet 0 ile Fn arasında değişecektir ve yorulmaya neden olacaktır.

8 Dişli Hesabı 1. Dişlere gelen yayılı yükün genişlik boyunca düzgün dağıldığını varsayarak dişleri birer ankastre kiriş gibi düşünmek ve statik yük altında zorlanmaları temsil eden gerilmeleri hesaplamak şeklindeki yaklaşım. Buna bağlı olarak bir takım faktörler kullanmak. 2. Önceki yaklaşımda dolaylı olarak dikkate alınan hususları doğrudan hesaba dahil etmeye imkân veren daha karmaşık modeller ve bu modelleri esas alan bilgisayar çözümlemelerinin kullanıldığı yaklaşımlar.

9 Dişlerin radyal kuvvetleri dişlilerin merkezine doğru, teğetsel bileşenler ize döne yönüne bağlı olarak bulunur.

10 Normal kuvvet (Diş kuvveti) kavrama doğrusu boyunca etkir. Temas taksimat dairesi üzerinde ise; normal kuvvetin teğetsel ve radyal bileşeni: İletilen moment Mbc 1 :

11 Dişli çark hesaplarında önemli olan; kavrama altında, düzgün dönerek hareket eden dişlinin Ft çevre kuvvetinin tayinidir. Bunu tayin etmede; işletme şartları, imalat hataları ve şekillendirme için uygun faktörlerin seçilmesi önemli rol oynamaktadır. Çalışma faktörü (K o )

12 Dinamik (Hız) faktörü (K v ) Taksimat hatalarından veya çalışma sırasında dişlerin deformasyonundan dolayı dinamik kuvvetler meydana gelir. Çevre hızına, dönen sistemlerin rijitliğine bağlıdır. Belirlenmesi oldukça zordur ve yaklaşık değerler kullanılır.

13 Yük dağılım faktörü (Km) Millerin deformasyonundan dolayı diş genişliği boyunca kuvvet dağılımı uniform olmaz ve bu etki Km kuvvet dağılışı dikkate alınarak hesaplamalara ilave edilir.

14 Kavrama faktörü (K Ɛ ) Diş başına karşılık gelen A noktasındaki kuvvet kavrama oranına bağlı olarak normal değerinden daha küçüktür. Buna kavrama faktörü denir. K Ɛ değerini belirlemek zordur arasında alınır.

15 Diş dibi gerilmeleri Eş çalışan dişlilerde en büyük gerilmeler diş dibinde meydana gelir ve çatlak başlar ve ilerleyip yükü taşıyamayacak boyuta ulaşınca diş kopar. Bir dişe etkiyen normal kuvvet ve ilgili büyüklükler yan tarafta verilmiştir Sf (kırılma kesiti), diş dibi kavisi ile 30 o açı yapacak şekilde seçilir. hf (eğilme kolu): Kavrama doğrusunun simetri eksenini kestiği F noktası ile Sf doğrusuna olan uzaklık

16 Diş dibi gerilmeleri Dolayısıyla diş dibinde eğilme ve basma normal gerilmeleri doğar:

17

18 Diş Dibi Mukavemet Kontrolü Boyutlandırma için:

19 Dişlilerde oluşan yüzey basıncı: Eş çalışan dişlilerin temas noktasında Hertz tipinde yüzey basınçları meydana gelir ve bu da yorulma aşınmasına (pitting) neden olur ve maksimum basınç:

20 Pratik hesaplamalarda yüzey basıncı:

21

22 Eş çalışan her iki dişli çark çelikten imal edilmesi durumunda; 1. Dişlerin yüzey sertliği HB 350 dan/mm 2 ise dişli çarklarda yorulma aşınması diş dibi kırılmasında önce meydana gelir ve dişli hesaplamaları yüzey basıncına göre yapılmalıdır. 2. Dişlerin yüzey sertliği HB>350 dan/mm 2 ise dişlilerde yorulma aşınmasından önce diş dibi kırılması meydana gelir ve hesaplamalarda diş dibi kırılması dikkate alınmalıdır. Kontrol hesabı ise yüzey basıncına göre olur. Eğer her iki dişli dökme demirden veya biri çelik diğeri metal olmayan malzemeden imal edilmesi durumunda diş dibi kırılması kritik olur.

23 Mekanizma tahvil oranı seçimi Tek kademeli düz alın dişli mekanizmalarının tahvil oranı veya diş sayıları oranı maksimum i=u=8(10) u aşamaz. Aksi taktirde büyük çarkın ölçüleri gayri müsait çıkmakta ve büyük dişlinin artan diş sayıları karşısında pinyon dişli büyük kuvvetlere maruz kalarak aşınmaktadır. Bunun için büyük tahvil oranlarında mekanizma iki veya çok kademeli yapılmaktadır.

24

25 Dişli çarkların mukavemet, yüzey basıncı ve aşınmaya karşı dayanımlarını artırmak için: Profil kaydırma Özel düzeltmeler yapılır. Profil kaydırmanın amacı: Alt kesilmeyi önlemek Belirli diş sayısında ve standart modüldeki bir dişli çark sistemini arzu edilen bir eksenler arası mesafeye yerleştirmek (profil kaydırma ile eksenler arası mesafe değiştirilebilir) Dişlinin mukavemetini ve yüzey basıncını artırmak (artı dişlilerde diş dibi daha alın olduğundan) Kavrama oranını büyütmek dolayısıyla daha sessiz çalışan sistemler elde etmek

26 Dişlilerin temasında oluşacak Fn1 ve Fn2 kuvvetleri birbirine eşittir. Dolayısıyla;

27 Dişli Çarkların Verimi Kavrama esnasında dişliler arasında değişken sürtünme kuvvetleri ortaya çıkar ve bu güç kaybına neden olur. Pratikte; Silindirik ve helisel: Konik : Sonsuz vida (kilitlenmesiz): Sonsuz vida (kilitlenmeli): 0.25

28 Pratikte birçok dişli çarklarından oluşan yandaverildiği gibi sistemler kullanılır. Aynı mil üzerinde bulunan dişli çarkların gücü, momentleri ve hızlar eşittir. Sistemin toplam verimi:

29 Örnekler S1.

30 C1.

31

32

33

34

35 S2.

36 C2.

37

38 S3.

39 C3. Dişli çarkların dişleri kınldığına göre diş dibi mukavemeti esas alınmalıdır. Modül eşitliği

40 S4.

41 C4.

42

43

44 S5.

45 C5.

46

47 S6.

48 C6.

49