MENGENE HESAPLARI A-VĐDALI MENGENE MĐLĐ.

Transkript

1 MENGENE HESAPLARI A-VĐDALI MENGENE MĐLĐ Hareket civatasında bir güç iletimi söz konusu olduğundan verimin yüksek olması istenir.bu nedenle Trapez profilli vida kullanılır. Yük ; F = (4+7).1000 =11000 N Cıvata malzemesi St 60 için; Akma sınırı σak = 330 N/mm².dir.Emniyet katsayısı s =1,9 ve çentik faktörü KÇ =2 seçilirse; Emniyet gerilmesi ; σem = σak / (KÇ.s) = 91,6 N/mm² bulunur. Vida mili çekmeye ve burulmaya zorlanmaktadır.sıkıştırma yükü bir β katsayısı ile büyütülerek sadece çekme yükü için belirlenecek diş dibi kesiti çekme ve burulma için kontrol edilecektir. β = 1,3 alınırsa; Çekme gerilmesi = σ = F.β/A1 σem bağıntısından ( ,3)/(π.d1²/4) 91,6 ve d1 14,09 mm dir.bu diş dibi çapına göre Tr20 standart cıvata seçildi.buna göre vida boyutları; Vida çapı d =20mm, Diş dibi çapı d1 =15,5mm Ortalama çap d2 =18mm, Hatve h =4mm, A1 =189mm² - Çekme ve Burulmaya Göre Kontrol: Sıkıştırma yükünden doğan çekme gerilmesi; σç = F/A1 = 11000/189 = 58 N/mm² Sıkma momentinden doğan burulma gerilmesi; τ = MS /Wb = [F.(d2/2).tg(αm + ρ' ) ] / [π.d1³ /16 ] Sürtünme katsayısı µ = 0.14 ise; µ' = µ / cos15 =0,145, sürtünme açısı ρ' = tg ¹µ' = 8,3 ortalama vida eğimi tgαm =(h /π.d2) = 0,07

2 2 ortalama vida eğim açısı αm = 5,1, tg(αm + ρ') =0,25 τ = [ ,25.] / [π.(15,5)³/16] = 34 N/mm² Maksimum şekil değiştirme enerjisi hipoteziyle,eşdeğer gerilme; σeş = (σ + 3.τ ) = = 81,4 N/mm² σeş < σem olduğundan seçilen trapez vida uygundur. Aynı zamanda vida eğim açısı,sürtünme açısından küçük olduğu için; (αm < ρ') vida bağlantısı otoblokajlıdır. B-SOMUN HESABI Somun yüzey basıncına göre hesaplanır.somun malzemesi olarak kalay bronzu seçildi.(tr 20x4) Trapez somun boyutları: Vida çapı D =20,5 mm ; Diş dibi çapı D1 =16,5 mm Emniyet basıncı Pem =17 N/mm² Diş sayısı z = [4.F] / [π.(d² -D1²).Pem] z = [4.1100] / [π.(20,5² -16,5²).17] = 5,56 6 Somun yüksekliği m = z.h = 6.4 = 24mm olmalıdır.

3 3 Do = 1,3.d = 26mm, e = m/3 = 24/3 = 8mm D2 =1,35.Do = 35mm - Dişlerin Kesilmeye Kontrolü: Bronz, σak = 290 N/mm² τak = 0,5.σAk = 145 N/mm² τem = τak /s = 145/4 =36,25 N/mm² τ = F/z.π.d1.h τem ise τ = / 6.π.15,5.4 = 9,5 τem olduğundan emniyetlidir. - Somun ile Gövde arasındaki Sıkı geçme: Somun malzemesi CuSn6 Elastiklik modülü ES = 1,1x10⁵ N/mm² Poisson sayısı υs = 0,3 Gövde malzemesi GS 60 için Elastiklik modülü EG =2,1x10⁵ N/mm² Poisson sayısı υg = 0,25 Akma gerilmesi σak = 300 N/mm² ddış somun sd = 26 mm diç somun si =20 mm Gövde dış çapı Gd = 54 mm Gövde iç çapı Gi = 26 mm QS = (si /sd) = 0,77 QG = (Gi /Gd) = 0,48 a) Minimum Yüzey Basıncı Pmin = Msü / (π.sd².l.µ/2) Sürtünme momenti Msü =k.ms Ms =24750, k =1,3 için Msü = 1, =32175 l = (m-e) = (24-8) =16mm, µ =0,14 ise Pmin = / (π.26².16.0,14/2) = 13,5 N/mm² -Minimum Sıklık: min =[(sd.pmin/es).((1+qs²)/(1-qs²)-υs)+(sd.pmin/eg).((1+qg²)/1-qg²)+υg)] min=(26.13,5/1,1.10⁵).((1+0,77²/1-0,77²)-0,3)+((26.13,5/2,1.10⁵).(1+0,48²)/(1-0,48²)+0,25) min = 0, ,00591 min = 0,017mm = 17 µm

4 4 b) Maksimum Yüzey basıncı: Maksimum sıklık meydana geldiği zaman plastik deformasyon bölgesine girme tehlikesi doğar.mohr kırılma teorisine göre τmax = Pmax/1-QG² τem = σem/2 σem =0,6.σAk =0,6.300 =180 N/mm² Pmax (σem/2).(1-qg²) Pmax 69 N/mm² -Maksimum Sıkılık: max = [(sd.pmax/es).((1+qs²/1-qs²)-υs) + (sd.pmax/eg).((1+qg²/1-qg²)+υg)] max=(26.69/1,1x10⁵).((1+0,77²/1-0,77²)-0,3)+((26.69/2,1.10⁵).(1+0,48²)/(1-0,48²)+0,25) max = 0, ,015 = 0,073mm =73 µm Ezilme nedeniyle oluşan Pürüzlülük δ = 1,2. (RtG + Rts) RtG = 10 µm (Normal Tornalama) Rts = 5 µm (Hassas Tornalama) δ = 1,2.15 = 18 µm Min. Tolerans değeri tmin = min + δ = = 35 µm Max. Tolerans değeri tmax = max + δ = = 91 µm ISO tolerans sistemine göre H8-x8 tolerans değeri seçilir. C- PĐM ÇAPININ BELĐRLENMESĐ

5 5 Pim malzemesi St 60 σak = 330 N/mm² τak = 150 N/mm² τem = τak /s, (s=3) ise τem = 50 N/mm² Pim iki kesit boyunca kesilmeye zorlanacağından; τk = [F/2] / [2.Apim] τem Pim kesitinin alanı Apim = π.dpim²/4 dpim = / 2.π.50 = 8,3 9mm alınır. -Teğetsel kuvvetle oluşan kayma gerilmesine göre kontrol: Teğetsel kuvvet etkisinde oluşan kayma gerilmesi; Ft = 2.MS/d τ = Ft / (2.π.dPim²/4) τ = 4.MS / π.dpim².dmil τem τ = / π.9² ,4 N/mm² 50 N/mm² olduğundan emniyetlidir. - Pim ile Mil arasındaki basınç kontrolü: Pim ile mil arasındaki basınç; Pmax = 3.Ft / dmil.dpim Pmax = 6.MS / dmil².dpim Pem Pmax = / 20² ,25 N/mm² 150 N/mm² olduğundan emniyetlidir. D-SIKMA KOLUNUN BOYUTLANDIRILMASI

6 6 Manivela kolumalzemesi St 70, σak = 360 N/mm² Kola uygulanan moment MS döndürme momentidir. Döndürme momenti; MS = F.(d2/2).tg(αm + ρ') MS = N.mm Bir insanın ortalama kol kuvveti Fel =150 N alınırsa MS = Fel.l = 150.l l = 165 mm bulunur.konstrüksiyon gereği l = 200mm alınır. - Sıkma Kolunun Kesiti: σem = 91,6 N/mm² l' = 25 mm olsun, MS = Fç. l' = Fç.25 Fç =990 N σem (Fç / A) 91,6 (1237,5) / (π.dk²/4) dk = (4.1237,5) / (91,6.π) dk = 4,2 mm Kol kesiti çapı konstruksiyon gereği dk = 25 mm alınır. - Kolun Eğilmeye Kontrolü: Eğilme gerilmesi σeğ = Meğ / Weğ = (Fel.l) / (π.dk³/32) σeğ = ( ) / (π.25³/32) σeğ = 19,5 N/mm² σeğ < σem olduğundan emniyetlidir. - Verim Hesabı: Döndürme momentinin eksenel kuvvet oluşturmasından dolayı verim; η = tg(αm) / tg(αm + ρ') η = tg(5,1) / tg(5,1 + 8,3) η = % 38 olur.

7 7 E-ÇENE KESĐTĐNĐN BELĐRLENMESĐ Çene malzemesi GS 60 σak = 300 N/mm² emniyet katsayısı; s = 2 alınırsa σem = σak / s = 300 / 2 =150 N/mm² Çenenin eğilme durumu kesit genişliğinin en dar olduğu yerde incelenir.buda şekilde ki taralı kısımdır.burada ki eğilme gerilme; σeğ = (Meğ. y) / I Meğ : Eğilme momenti y : Gerilmenin hesap edileceği noktanın, tarafsız eksene (T.E.) olan uzaklığı. I : Tarafsız Eksene göre atalet momenti l = 52,5 mm dir. σeğ = [(F.l).(h/2) / (bh³/12)] σem σeğ = ( ,5.6) / (b.h²) 150 b.h² b =25mm, h =30mm olur. -Kaymaya göre kontrol: Kesit kayma gerilmesine göre kontrol edilerek kesit genişliğinin uygun olup olmadığı belirlenecek. τ = (V.Q) / (I.b)

8 8 V : Kesme kuvveti Q : Tarafsız eksene göre statik alan momenti I : Atalet momenti b : Kesit genişliği τem = 0,5.σem = 75 N/mm² τ = [11000.[(b.h/2).h/4] / [(b.h³/12).b]] τem τ = olduğundan kesit genişliği emniyetlidir. F-KOL BAŞI HESABI Kol başı malzemesi GS 60 için Pem = 7 N/mm² Kol başı çapı DG =2,3.dmil olması konstruksiyon gereği uygundur. Buna göre DG =2,3.20 = 46mm olabilir.bu çapın basınç kontrolü P = (4.MS) /((DG²-dmil²).dpim) Pem P = ( )/((46²-20²).9) Pem 6,4 N/mm² 7 N/mm² olduğundan kol başı çapı uygundur G-SABĐT VE HAREKETLĐ ÇENELERĐN ET KALINLIĞININ BELĐRLENMESĐ

9 9 Sabit çene et kalınlığı kesiti dikdörtgen şeklindedir.bu bölgede eğilme gerçekleşeceğinden eğilme gerilme σeğ = (Meğ.y)/ I σeğ = ( )/b.h² 150 N/mm² b.h² b=100mm, h=15mm olur. Hareketli çene et kalınlığı kesiti U profili şeklindedir.bu bölgede gerçekleşen çekme gerilmesine göre σç = F/A σem σç =11000/(50.a+50.a+80.a) 150 N/mm² a 1,4 mm Konstrüksiyon gereği a=15 mm alındı. H-ÇENE BAŞLIĞI HESABI Çene başlığı dikdörtgen kesitli ve boyutları 11x35 dir.bu boyutlara göre çene başlığının ezilmeye göre kontrolu Çene başlığı malzemesi St 42 için; Pem F/A Pem 11000/ N/mm² 28,5 N/mm² olduğundan belirtilen kesit boyutları uygundur..