Örnek 2: Helisel dişli alın çarkları:

Transkript

1 Örek : Helisel dişli alı çarkları: Bir blum (kütük) haddeleme tezgahıda kullaılmak amacıyla P=00 kw güç ilete ve çevrim (iletim) oraı i=400 (d/dk) / 800(d/dk) ola evolvet profilli stadard helisel dişli çark mekaizmasıı tasarlaması istemektedir. Tasarlaacak mekaizmada, dişli çarklar hassas işlemiş seçilecektir ve her iki tarafta yataklaa millere motajı yapılacaktır. M d1, Güç Giriş Mili M d, Güç Çıkış Mili Şekil. Tasarlaacak mekaizmaı şematik gösterimi Malzeme Seçimi: Her iki dişli çark içi 16MCr5 malzeme seçilmiştir. σ Ak = 685 N/mm, σ k = 1100 N/mm, D k55mm, σ em = σ D /K ç = 550/1,5 = 367 N/mm ( K ç yorulma çetik faktörü, diş dibi radyüsü dikkate alıarak bu çelik içi yaklaşık olarak seçilmiştir.) yüzey sertliği H B = 1460 N/mm, (Tablo. 8) Seçil malzemeleri yüzey sertleştirme sorasıda taşıabilecek e yüksek yüzey basıcı aşağıdaki gibi hesaplaabilir ; p em = 0,5. H B = 0, = 365 N/mm Her iki çark malzemesi çelik olduğu içi E 1 = E = E =, N/mm 39

2 Dişli Çark Büyüklüklerii Seçilmesi: ormal kesitte kavrama açısı (Stadard dişli) α = 0 o Diş eğim açısı β o = 15 0 seçildi. Diş geişliğii belirlemesi (düz dişliler içi verile Tablo.1'de, hassas işlemiş ve iki tarafta yataklamış helisel çark, ψ m = 0 40 arasıda alıır) Alı Geişlik faktörü ψ m = b/m = 0 Tablo.1 Yüzey işçiliğie ve mili yataklama durumua göre geişlik sayıları seçimi (ψ m,ψ d ) Yüzey Kalitesi ve Yataklama Durumu ψ m ψ d İşlememiş döküm dişlilerde (kalite 1) 4 5 0,3 0,8 İşlemiş dişlilerde (kalite 9-7) 7 9 0,4 0,5 Hassas işlemiş (kalite 6-4), tek tarafta yataklamış ,7 0,9 Hassas işlemiş ve iki tarafta yataklamış dişlilerde ,3 Hassas işlemiş ve iki tarafta yataklamış helisel dişlilerde ,1 Piyo'a ait diş sayısıı seçimide, ormal kesitteki z düz dişli sayısıı alt kesilmesiz miimum sayısı dikkate alıarak z 1 =7 olarak yapıldı. Burada asıl amaç, büyük güç değerlerii, yüksek hızlarda (1500 d/dk ve üstü) taşımasıı sağlamaktır. Tablo Helis eğim açısıa göre miimum helis diş sayısı (z hmi ) β z hmi orm faktörü K f, Tablo. de seçilirke, teorik eşdeğer diş sayısı öce hesaplaır ve. z adet (5 30 yüksek hız, büyük güç) 3 cos β cos15 z 3 0 z = 30 ve α = 0 0 içi K f =,6 alıdı. (Tablo.) Tablo. DİN 867 ye göre α = 0 içi diş sayısıa göre K f form faktörü z K f 3,5 3,33 3,3 3,15 3,0,95,86,78,70,64,60,51,45,37,8,1,0 Profil kavrama oraı α = 0 0 ve β= 15 0 içi, Tablo.5 de ε = 1,65 40

3 Tablo.5 Normal kesitteki kavrama açısı (α o ) ve diş eğim açısı (β o ) a göre Sıçrama oraı dahil edilmemiş profil kavrama oraları (ε) (α = 0 Stadart) β o ,5 1,88 1,79 1,53 1,13 α o 0 1,73 1,65 1,41 1,05 5 1,5 1,45 1,5 0,95 Diamik yük sayısı K d işçilik kalitesie ve dişli çark çevre hızıa bağlı olarak Tablo.3 de seçilecektir. Bu aşamada çevresel hız bilimemekle beraber, tahmi yapılarak tasarım hesaplaması yapılır ve sorada kotrol edilebilir. İlk bir tahmi olarak, hassas işçilik ve çevre hızı 40 m/s tahmi edilerek, K d = 1, olarak kabule edilmiştir. Tablo. 3 İşçilik kalitesi ve çevre hızıa göre Kd diamik yük faktörü Çevre hızı (m/ s) Hassas işçilik (K 6:4) 1 1 1,1 1,15 1, 1,5 1,5 Normal işçilik (K 9:7) 1 1,1 1,5 1, Kaba işçilik (K 1) 1,5, Çalışma emiyet katsayısı S = l,5 (Tablo. 4) Tablo. 4 Çalışma emiyet (darbe) S faktörü İş makiası Elektrik Motoru Türbi, çok silidirli motor Düzgü (Gearatör, vatilatör, kompresör v.b) 1,0 1,5 Az darbeli (takım tezgahları, asasörler, kreler, büyük vatilatörler, pompalar, v.b) Darbeli (zımba, makaslar, hamur yoğurucular, haddeler, ağır pompalar v.b) 1,5 1,5 1,75 Piyo dödürme mometii hesaplaması, M d1 : M d P Nm Nmm 41

4 Redüktördeki Dişli Çarkları Boyutladırılması Modülü Belirlemesi: Diş dibi mukavemetie göre ormal modül:.s.m.k.k.cosβ d1 d f m 3 3 z1.ψ m.σ em1.ε olarak hesaplaır. Aşıma ve ezilmeye göre ormal modül: 4.S.Md1.E.Kd.cos β i 1 z.p..ψ i m em m olarak hesaplaır..1, ,.,6.cos ,6.1,65,63mm 5.1, , ,. cos , ,6mm 3 Hesaplaa modüllerde büyük olaı dikkate alımalıdır. Bu değerde büyük fakat bu değere e yakı Stadard ormal modül olarak m = 6 mm alıabilir. Tablo.4. m stadart modül değerleri [mm] 0,3 de 1,0 e kadar 0,1 atlayarak 1.0 da 4,0 e kadar 0,5 atlayarak 4.0 da 7,0 a kadar 0,5 atlayarak 7.0 da 16 ya kadar 1,0 atlayarak 16 da 4 e kadar,0 4'de 45 e atlayarak kadar 3,0 atlayarak 45 'de 75 e kadar 5,0 atlayarak Dişli Çarkları Boyutladırılması Hesaplaa dişli modülüe göre dişli çarkları boyutladırılması aşağıdaki tabloda verilmiştir. Baş dairesi çapı, d ta = d +.m d b1 =179,67 mm d b = 515 mm Piyo (Dödüre dişli) Dödürüle dişli Taba dairesi çapı, d ta = d -,5.m d ta1 = 15,67 mm d = ta 488 mm Tasarım Boyutu (1) çark () Ekseler arası uzaklık(profil kaydırmasız), a = Normal modül, m 6 a =335,33 mm mm 6 mm (dı + d ) / Alı modülü, m a = m / cos β 6,1 mm 6,1 mm Diş geişliği, b = ψ m.m a (iki uçta yataklamış) 14, mm 14, mm Diş sayıları, z 1, z = z 1.i z 1 = 7 adet z = 81 adet Yuvarlama dairesi çapı, (d a ) d = z.m a d 1 = 167,67 mm d = 503 mm 4

5 Şekil. Dişli Çark sistemide dişleri kavrama durumu Dişli Çarklara etki ede kuvvetleri hesaplaması Daha öce Kavrama faktörü ε = 1,5 olarak seçilmiş idi, bua göre tek bir diş'e etki ede çevre, bileşke ve radyal bası kuvvetleri aşağıdaki gibi hesaplaabilir. Çevre Kuvveti Diş Kuvveti Ç Z Md1 d / 1 cosα ,67/ Ç.cosβ Radyal bası kuvveti.si 3577,4N Normal kuvvet; Ekseel kuvvet; r z 0 = z.cosα = 989,77 N a = ç. tgβ= 544,13 N 9495 N 9495 cos0.cos ,63 N Dödürüle çarka etki ede momet, M d M d 1,.i 1,.M Mekaizmada çıkış gücüü hesaplaması P P 1 1,.P 0, kw d1 0, Nm 43

6 M d1, Güç Giriş Mili L, mil uzuluğu a = 335,33 mm merkez mesafesi M d, Güç Çıkış Mili Şekil. Tasarlaacak mekaizmaı şematik gösterimi Piyo ve Çarkı takılacağı milleri Boyutladırılması Piyo ve Çarkı takılacağı milleri çaplarıı ve ortak uzuluklarıı belirlemeside, burulma mukavemetie göre boyutladırma kabulüyle yapılacaktır. Bu ilk boyutladırma, eğilme ve çökme durumları içi e küçük mil uzuluğu belirleir ve kritik hız kotrolü ile tamamlaır. α z A β o r B L Mil yataklarıa gele kuvvetler Çevre kuvveti;.m /d /167, ,84N Diş kuvveti; z / ç Ç d1 1 cosα.cosβ 9494,84/cos0.cos ,63 N 44

7 Radyal kuvvet;.sia 3577,4N r Normal kuvvet; = z.cosα = 989,77 N Ekseel kuvvet; a = ç. tgβ= 544,13 N z Çarkları mil uzuluğuu ortasıda motajı durumuda, Yataklara etki edecek ilave radyal kuvvetler; a da dolayı gele ek radyal kuvvet; (mil-destek mesafesi L = 600 mm seçilerek) a.d/ r 1 A yatağıa gele toplam radyal kuvvet, 544,13.167,67/ ,47N RA r r Ç B yatağıa gele toplam radyal kuvvet, 3577,4 355, , N RB r r Ç 3577,4 355, ,84 509,4N Yataklara gele ekseel kuvvet a olup radyal ve ekseel yüke göre rulmalı yatakları seçilmesi gerekir. Projeledirme çalışmasıı tamamlamak içi daha sora yapılması gereke işlemler: 1. Mil-göbek bağlatılarıı kotrol edilmesi (Bu amaçla, kama bağlatıları veya sıkı geçmeler icelemelidir.).. Milleri sürekli mukavemete göre boyutladırılmasıı Solu Elemalar Yötemiyle hesaplaması ve kotrolü yapılmalıdır. 3. Dişli kutusuda ısıma durumuu hesaplaması ve sıcaklık kotrolü yapılmalıdır. 45

8 Şekil. Dişli Mekaizmaı mil motajı yapılmış ve yataklamış hali. 46