BĐLGĐSAYAR DESTEĞĐ ĐLE DĐŞLĐ ÇARK GÖRSEL MATERYALLERĐN ELDE EDĐLMESĐ

Benzer belgeler
Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi DESIGN OF VISUAL SPUR GEAR MATERIALS WITH COMPUTER

Temas noktalarının geometrik yerine kavrama eğrisi (temas izi) denir.

DÜZ VE HELİSEL DİŞLİ ÇARKLAR ÖRNEK PROBLEMLER

DİŞLİ ÇARKLAR IV: KONİK DİŞLİ ÇARKLAR

DİŞLİ ÇARKLAR IV: KONİK DİŞLİ ÇARKLAR

DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ

Makine Elemanları II Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Konik Dişli Çarklar DİŞLİ ÇARKLAR

DİŞDİBİ GERİLMELERİNİN ANALİZİ İÇİN DÜZ DİŞLİ ÇARKLARIN SONLU ELEMAN MODELLENMESİ

DİŞLİ ÇARKLAR IV: KONİK DİŞLİ ÇARKLAR

DİŞLİ ÇARKLAR II: HESAPLAMA

DİŞLİ ÇARKLAR III: HELİSEL DİŞLİ ÇARKLAR

DİŞLİ ÇARKLAR III: HELİSEL DİŞLİ ÇARKLAR

DİŞLİ ÇARKLAR III: Makine Elemanları 2 HELİSEL DİŞLİ ÇARKLAR. Doç.Dr. Ali Rıza Yıldız

DİŞLİ ÇARKLAR. Makine Elemanları 2 PROFİL KAYDIRMA. Doç.Dr. Ali Rıza Yıldız. BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) Department of Mechanical Engineering

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) Department of Mechanical Engineering. Makine Elemanları 2 DİŞLİ ÇARKLAR IV: KONİK DİŞLİ ÇARKLAR

Makine Elemanları II Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Üretim. Dişli çarklar

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIMDA PARAMETRİK DİŞLİ ÇARK UYGULAMALARI

Dişli çark mekanizmaları en geniş kullanım alanı olan, gerek iletilebilen güç gerekse ulaşılabilen çevre hızları bakımından da mekanizmalar içinde


DİŞLİ ÇARKLAR II: HESAPLAMA

DİŞLİ ÇARKLAR II. Makine Elemanları 2 HESAPLAMALAR. Doç.Dr. Ali Rıza Yıldız. BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) Department of Mechanical Engineering

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) 2 DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ

DİŞLER; Diş Profili, çalışma sırasında iki çark arasındaki oranı sabit tutacak şekilde biçimlendirilir. Dişli profillerinde en çok kullanılan ve bu

BĐLGĐSAYAR YARDIMIYLA DÜZ, HELĐSEL, KONĐK ve SONSUZ VĐDA DĐŞLĐ MEKANĐZMALARININ BOYUTLANDIRILMASI ve ANALĐZĐ

VİDA DİŞLİ MEKANİZMALARININ BOYUTLANDIRILMASI

DİŞLİ ÇARKLAR SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜH. BÖLÜMÜ MAKİNE ELEMANLARI DERS NOTU. Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI

DİŞLİ ÇARK: Hareket ve güç iletiminde kullanılan, üzerinde eşit aralıklı ve özel profilli girinti ve çıkıntıları bulunan silindirik veya konik

Pinyon-tipi takımla imal edilen standart olmayan dişlilerin bilgisayar simülasyonu

Prof. Dr. İrfan KAYMAZ

Makine Elemanları Dersi Bilgisayar ile buluşuyor: Dişli Çarkların 3D Modeli ve Kinematik Analizi (Taslak)

Küre Küre Üzerinde Hesap. Ders Sorumlusu Prof. Dr. Mualla YALÇINKAYA 2018

1. Kayma dirençli ( Kaymalı) Yataklar 2. Yuvarlanma dirençli ( Yuvarlanmalı=Rulmanlı ) Yataklar

DİŞLİ GEOMETRİSİ. Metin Yılmaz Arge Müdürü Yılmaz Redüktör

makale ASĐMETRĐK EVOLVENT PROFĐLLĐ DÜZ DĐŞLĐ ÇARKLARIN GEOMETRĐSĐ ve GERĐLME ANALĐZĐ Fatih KARPAT Arş.Gör., Uludağ Üniversitesi, Makina Mühendisliği

MAKİNA ELEMANLARI II HAREKET, MOMENT İLETİM VE DÖNÜŞÜM ELEMANLARI ÇARKLAR-SINIFLANDIRMA UYGULAMA-SÜRTÜNMELİ ÇARK

DÜZ DİŞLİ TASARIMINDA BİR TERSİNE MÜHENDİSLİK UYGULAMASI AN APPLICATION OF REVERSE ENGINEERING IN DESIGN OF THE SPUR GEAR

1. DİŞLİ ÇARK MEKANİZMALARI. 1.1 Genel İfadeler ve Sınıflandırması

Şekil. Tasarlanacak mekanizmanın şematik gösterimi

ÖĞRENME FAALİYETİ-2 2. ZİNCİR DİŞLİ ÇARKLAR

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

SOLIDWORKS SIMULATION EĞİTİMİ

RCRCR KAVRAMA MEKANİZMASININ KİNEMATİK ANALİZİ Koray KAVLAK

İMALAT İÇİN PROFİL KAYDIRMALI SİLİNDİRİK DİŞLİ ÇARK ÇİZİMİNDE CAD SİSTEMLERİNİ DESTEKLEYEN BİLGİSAYAR PROGRAMI GELİŞTİRİLMESİ

NX Motion Simulation:

Konik Dişli Çarklar. Prof. Dr. Mehmet Fırat 89

Makine Elemanları. 13.Hafta /1_2. Ders Ali Imre AYDENIZ Makina Elemanları. Yapıştırma Bağlantıları. Hesaplamalar.

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

GÜÇ VE HAREKET ĠLETĠM ELEMANLARI

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

KLİMA SANTRALLERİNDEKİ BOŞ HÜCRELER İÇİN TASARLANAN BİR ANEMOSTAT TİP DİFÜZÖRÜN AKIŞ ANALİZİ

Gerilme Dönüşümleri (Stress Transformation)

Makine Elemanları II Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel bilgiler Dişli çarklar

Reduction of tooth root bending stresses in gears generated by symmetric cutter with asymmetric tip radii

Dişli Çark Mekanizmaları. Vedat Temiz

İKİ KADEMELİ DİŞLİ KUTUSUNDA ÇEVRİM ORANI PAYLAŞTIRILMASI

GEMĐLERDE KULLANILAN VAKUM EVAPORATÖRLERĐNDE OPTĐMUM ISI TRANSFER ALANININ BELĐRLENMESĐ

Soru 1: Şekil-1 de görülen düzlem gerilme hali için: b) elemanın saat yönünde 30 0 döndürülmesi ile elde edilen yeni durum için elemana tesir

Kayış kasnak mekanizmaları metin soruları 1. Kayış kasnak mekanizmalarının özelliklerini, üstünlüklerini ve mahsurlarını açıklayınız. 2.

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü (1. ve 2.Öğretim / B Şubesi) MMK208 Mukavemet II Dersi - 1. Çalışma Soruları 23 Şubat 2019

İçerik. TBT 1003 Temel Bilgi Teknolojileri

MMU 420 FINAL PROJESİ. 2015/2016 Bahar Dönemi. Bir Yarı eliptik yüzey çatlağının Ansys Workbench ortamında modellenmesi

DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ

MUKAVEMET I ÇÖZÜMLÜ ÖRNEKLER

Gerilme Dönüşümü. Bölüm Hedefleri

ALÜMİNYUM, GAZ ALTI KAYNAĞINDA KISMİ NUFUZİYETLÎ ALIN KAYNAK BİRLEŞTİRMELERİNDE YIĞILAN KAYNAK METAL ORANININ BİLGİSAYARLA HESAPLANMASI

Mohr Dairesi Düzlem Gerilme

YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ UYGULAMALI MÜHENDİSLİK MODELLEMESİ

SONSUZ VİDA VE KARŞILIK DİŞLİ ÇARKI. Öğr. Gör. Korcan FIRAT CBÜ Akhisar MYO

AISI 1040 Çeliğinin Tornalanmasında Kesme Şartlarının Yüzey Pürüzlülük Değerlerine Etkilerinin İncelenmesi

MMU 420 FINAL PROJESİ

( ) ( ) ÖABT Analitik Geometri KONU TESTİ Noktanın Analitik İncelemesi. Cevap D. Cevap C. noktası y ekseni üzerinde ise, a + 4 = 0 A 0, 5 = 1+

Derin Çekme İşlemi Üzerine Kalıp Geometrisinin Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizi

MATEMATİK TESTİ LYS YE DOĞRU. 1. Bu testte Matematik ile ilgili 50 soru vardır.

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Doç. Dr. Muhammet Cerit Öğretim Üyesi Makine Mühendisliği Bölümü (Mekanik Ana Bilim Dalı) Elektronik posta ( ):

HELİSEL DİŞLİ ÇARKLAR

YARI RİJİT BİRLEŞİMLİ ÇELİK ÇERÇEVELERİN ANALİZİ

ARAZİ ÖLÇMELERİ Z P. O α X P. α = yatay açı. ω = düşey açı. µ =eğim açısı. ω + µ = 100 g

Toplam çevrim oranının kademelere paylaştırılması

Makine Elemanları II Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Helisel Dişli Çarklar-Flipped Classroom DİŞLİ ÇARKLAR

DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ

KATI CİSİMLERİN BAĞIL İVME ANALİZİ:

G( q ) yer çekimi matrisi;

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği

YATAY KURBLAR. Yatay Kurplarda Kaza Oranı

3D Ölçüm Verilerinin Analizi

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

Jeodezi

DİŞLİ ÇARK MEKANİZMALARI

DİNAMİK MEKANİK. Şekil Değiştiren Cisimler Mekaniği. Mukavemet Elastisite Teorisi Sonlu Elemanlar Analizi PARÇACIĞIN KİNEMATİĞİ

MADDESEL NOKTALARIN DİNAMİĞİ

MKT 204 MEKATRONİK YAPI ELEMANLARI

TOBB ETÜ. MAK 312 MAKİNE ELEMANLARI DERSİ GÜZ DÖNEMİ Dönme Dolap Tasarımı

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

Geçiş Eğrili Yatay Kurp Hesaplarına Bütünleşik Bir Yaklaşım

Pervane 10. PERVANE TEORİLERİ. P 2 v 2. P 1 v 1. Gemi İlerleme Yönü P 0 = P 2. Geliştirilmiş pervane teorileri aşağıdaki gibi sıralanabilir:

DERS BİLGİLERİ MUKAVEMET CE CE 233: Mühendislik Mekaniği. Ar. Gör. Serdar Ulusoy

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

DENEY 2 KESME HIZININ YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Transkript:

makale BĐLGĐSAYAR DESTEĞĐ ĐLE DĐŞLĐ ÇARK GÖRSEL MATERYALLERĐN ELDE EDĐLMESĐ Cüneyt FETVACI * C. Erdem ĐMRAK ** * Dr., ĐTÜ Makina Fakültesi ** Doç. Dr., ĐTÜ Makina Fakültesi Dişli çarklar mekanik gücün naklindeki önemine paralel olarak mühendislik öğreniminde çeşitli derslerde incelenmektedir. Bilgisayar desteği ile kolaylıkla dizayn edilen dişli çark resim ve animasyonları işlenen konuların kavranmasında öğrencilere son derece faydalı olmaktadır. Uygun programlar ile çeşitli parametrelerin diş geometrisine etkileri kolaylıkla incelenmektedir. Bu çalışmada düz dişli çark resim ve animasyonlarının dizaynı ele alınmıştır. Anahtar sözcükler : CAD, düz dişli, simülasyon Being one of the most common mechanisms for transmitting power and motion, gears are examined in several courses in engineering education. The animation and illustration of gears can be created easily with the aid of computers. These visual materials help students comprehend the subjects. Suitable software are used to investigate the various parameters on gear geometry. In this study, the design and simulation of gears are examined. Keywords : CAD, spur gear, simulation GĐRĐŞ Dişli çarklar günlük hayatta saatlerden uçak transmisyon elemanlarına birçok uygulamada kullanılmaktadır. Mekanik gücün naklinde çeşitli mühendislik ve maliyet avantajlarını bir arada sunan dişli çarklar, mühendislik lisans öğretiminde Makina Elemanları derslerinde incelenmekte olup, ayrıca gerek lisans ve gerek yüksek lisans öğretiminde kapsamlı olarak ele alınmaktadır. Temel geometrik özellikler ve dişli analitik mekaniği esasların ele alınması ile başlayan bu incelemelerde görsel materyallerin kullanılması eğitimde işlenen konuların kavranmasında büyük kolaylıklar sağlamaktadır. Bilgisayar teknolojisindeki gelişmelere bağlı olarak geliştirilen paket programlar dişli çarkların dizaynı ve simülasyonu kolaylıkla gerçekleştirilmektedir. Diş profilini tayin eden ifadelerin programlanması ile dişli geometrisi bilgisayar ortamında elde edilmektedir. Bilgisayar grafik esasları ve dişli mekaniği kullanılarak kavrama çevrimi simüle edilmektedir. Bu çalışmada evolvent profilli düz dişli çarkların dizaynı ve simülasyonu ele alınmıştır. Kesici takımın geometrisi ve profil kaydırmanın diş geometrisindeki etkileri incelenmiştir. Ayrıca dişlerin hareket çevriminin herhangi bir anında konumlarını gösteren resimler ve animasyon dosyaları elde edilmiştir. Bu şekilde işlenen konuları destekleyici mahiyette görsel materyaller öğrencilerin istifadesine sunulmuştur. DĐŞ GEOMETRĐSĐ

Düz dişli çark geometrisi incelendiğinde diş yan yüzeylerin evolvent eğrisi ve diş yan yüzeylerini diş dibi dairesine bağlayan kök eğrisinin trokoid formda olduğu görülmektedir (Şekil 1). Profili kesici takımın geometrisi tayin etmektedir. Standart kesici takım ISO53 normuna göre seçilmiştir[1]. Trokoidal kök eğrisini ve evolvent profili tayin eden ifadeler dişli çarkların analitik mekaniğinden elde edilmektedir [2]. Bu eğrileri tanımlayan analitik ifadelerin uygun çevrimlerle kullanıldığı bir hesaplayıcı program BASIC programlama lisanında yazılmıştır. Şekil 1. Düz Dişli Çark Geometrisi Bu çalışmada, evolvent düz dişli profili elde etmek için, Litvin tarafından geliştirilen düz dişli çark diş profili oluşturma metodunda evolvent profili ve trokoid formda diş dibi profilini tayin eden parametrik ifadeler kullanılmıştır [3]. Profil kaydırmanın da etkisini incelemek üzere ifadelere gerekli ilaveler yapılmıştır. Şekil 2'de evolvent geometrisi görülmektedir. Evolvent profil üzerindeki bir noktanın konumunu veren parametrik ifadeler aşağıda verilmiştir.

Şekil 2. Evolvent Profilin Oluşturulması [3] M ( θ, r ) b x( θ) = r = y( θ) = r b b (Sin( θ) θcos( θ)) (Cos( θ) +θsin( θ)) (1) Yuvarlanma parametresinin değişim aralığı ve diğer gerekli büyüklükler aşağıda verilmiştir. r a dişbaşı dairesi yarıçapı r b temel dairesi yarıçapı ve q dönme açısı olmak üzere 0 θ θ max (2) θ max =θa + ev θa (3) 1 rb θa = Cos ra (4) ψ= ev α= Tanα α (5) θ=ψ+α= Tan α (6) Şekil 1'de gösterilen diş profilini tayin eden kesici takımın geometrisi Şekil 3'de görülmektedir. Şekil 3. Kesici Takım Geometrisi ve Takım Ucu Detayı [3] Modül m, kavrama açısı, profil kaydırma faktörü x 1 ve takımın uç yuvarlatma yarıçapı ile

tanımlandığında takımın yuvarlatılmış ucunun eğrilik merkezinin konumunu veren a ve b mesafeleri aşağıdaki şekilde yazılabilir. a = m ( π 5 Tanα) ρ(1 Sinα) 4 Cosα (7) b= 1.25 m ρ m x 1 (8) Yuvarlanma parametresi 0 ila ( ) aralığında değişen yay parametresi q 1 ile (7) ve (8) numaralı denklemler kullanılarak aşağıda tanımlanmıştır. φ= a 1 btanθ r (9) Takım geometrisine bağlı olarak trokoid formda diş dibi eğrisini tayin eden parametrik ifadeler, (7), (8) ve (9) numaralı denklemler kullanılarak aşağıda verilmiştir. x 2 = ρsin( θ 1 φ) + acosφ bsinφ+ r( Sinφ φcosφ) (10) = ρcos θ φ) asinφ bcosφ+ r( Cosφ+φSin ) y 2 ( 1 φ (11) GÖRSEL MATERYALLER Diş profilini tayin eden ve yukarıda ele alınan ifadeler BASIC programlama lisanı ile bilgisayar ortamına aktarılmaktadır. Program GWBASIC derleyicide çalıştırılmaktadır. Giriş değerleri diş sayısı, modül, kavrama açısıdır. Çıkış dosyalarından biri diş profilini tayin eden noktaların koordinatlarından oluşmaktadır. Diğer çıkış dosyasında diş geometrisinden tayin edilen büyüklükler yazdırılmaktadır. Bu iki dosyadan faydalanılarak ANSYSâ önişlemci modülünde eşçalışan dişlilerin kavrama çevriminin belirli anlarında konumu gösteren resim ve animasyon dosyaları oluşturulmaktadır. Ayrıca sadece koordinat dosyası GRAPHERâ grafik işlem programında değerlendirilerek dişli geometrisi resimleri elde edilmektedir. Böylece, çeşitli diş sayıları, modül, kavrama açısı ve profil kaydırma miktarlarında diş geometrisini gösteren resimler kolaylıkla elde edilmektedir. Böylece geometriyi etkileyen parametrelerin çeşitli değerleri için olan değişmeler kolaylıkla incelenmektedir. Ayrıca kavrama çevriminde dişli çiftinin konumunu gösteren resimler ve kavrama simülasyonunu gösteren animasyonlar elde edilmektedir. Aşağıda çeşitli durumlar için elde edilen materyaller verilmektedir. Kavrama Açısındaki Değişme Düz dişli çarklarda standart kavrama açısı a=20 dir. Kavrama açısı arttığında diş dibi kesit kalınlığı da arttığından diş mukavemeti artar, bununla birlikte dişucu sivrileşmektedir. Kavrama

açısı azaldığında ise dişdibi kesit kalınlığı da azaldığından diş mukavemeti azalmaktadır. Kavrama açısındaki değişmenin diş profiline olan etkisi Şekil 4'de gösterilmiştir. Diş sayısı z=20 ve modül m=3 mmdir. Şekil 4. Kavrama Açısındaki Değişmenin Geometriye Etkisi Profil Kaydırma Faktöründeki Değişme Profil kaydırma metodu dişli çark mekanizmasını istenen eksenler arası mesafeye yerleştirmek, küçük diş sayılarında alttan kesmeyi önlemek ve diş mukavemetini arttırmak için uygulanmaktadır [4, 5]. Profil kaydırma faktöründeki değişmenin diş geometrisine olan etkisi Şekil 5'de gösterilmiştir.

Şekil 5. Profil Kaydırma Faktöründeki Değişmenin Geometriye Etkisi Kavrama Simülasyonu Eş çalışan dişlilerin kavrama çevriminin herhangi bir anında konumunu gösteren resimlerin elde edilmesinde ANSYSâ genel amaçlı sonlu eleman analiz programı kullanılmıştır. Bu programda diş profilini belirleyen programın çıkış dosyaları değerlendirilmektedir. Şekil 6'da bir dişli çiftinin kavramaya girmesi ve çıkması durumu gösterilmektedir. Burada AC bölgesi yaklaşma bölgesi ve CB bölgesi ise uzaklaşma bölgesidir. Uygun geometrik transformasyonlar ile kavrama çevrimin herhangi bir anında dişli çiftinin konumunu gösteren resimler elde edilebilir. Kavrama çevrimin başlangıcından bitişine belirli noktalar için elde edilen resimler bir arada değerlendirildiğinde dişli çark kavramasını simüle eden animasyon dosyaları elde edilmektedir. Şekil 6. Kavrama Çevrimi SONUÇ Eğitimde görsel materyaller öğrencilerin işlenen konuları kavramasında büyük destek sağlamaktadır. Ders kitapları ve notlarında hacim nedeniyle kısıtlı tutulan dişli çark görsel materyalleri bilgisayar desteği ile kısa zamanda hazırlanmakta ve pratik bir şekilde projeksiyon cihazları ile derslerde öğrencilerin istifadesine sunulmaktadır. Bu çalışmada elde edilen materyaller Makina Elemanları derslerinde öğrencilere gösterilmiş ve internet ortamında öğrencilerin istifadesine sunulmuştur [6]. Geliştiren programların internet ortamına aktarılarak öğrencilerin interaktif kullanımına sunulması düşünülmektedir. SEMBOLLER a : kavrama açısı f : dönme açısı q : evolvent profilde dönme açısı

q 1 : takım ucu yay parametresi r : takım ucu yuvarlatma yarıçapı y : evolvent açısı m : modül r : taksimat yarıçapı r a : dişbaşı yarıçapı r b : temel dairesi yarıçapı KAYNAKÇA 1. ISO53, Cylindirical Gears for General and Heavy engineering-basic Rack, International Organization for Standartization, Switzerland. 1974. 2. Buckingham, E., 1949.Analytical Mechanics of Gears, McGraw-Hill, New York, 3. Litvin, F.L., Gear Geometry and Applied Theory, PTR Prentice Hall, New Jersey, 1994. 4. Çakır, A., 1989, Dişli Çark Kinematiği, ĐTÜ Makina Fakültesi, Đstanbul 5. Maitra,G.M., 1989, Handbook of Gear Design, Tata McGraw-Hill, New Delhi 6.http://atlas.cc.itu.edu.tr/~fetvacic