T.C. KOCAELĠ ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MEKATRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ MEKATRONĠK YAPI ELEMANLARI UYGULAMASI 1.) Düz kayış kasnağı bir mil üzerine radyal yönde feder kaması ile eksenel yönde ise bir pul ve cıvata ile sabitleştirilmiştir. İletilecek güç 21 kw ve devir sayısı n=2500 D/d olup feder kaması A formuna sahiptir. Müsaade edilen yüzey basıncı kasnak malzemesi GG ve mil malzemesi St 50 dir. a) Gerekli kama uzunluğunu bulunuz. b) Feder kamasındaki kesme gerilmesini hesaplayınız. 100 N /mm 2 em 2.) Bir redüktörün çıkış mili P=10 kw lık gücü n=750 D/d ile iletmektedir. Çıkış mili üzerine flanş A tipi bir feder kaması ile bağlanmıştır. a) Feder kamasının uzunluğunu bulunuz. Müsaade edilen yüzey basıncı Pem=80 N/mm 2 b) Standarda göre feder kamasının gösterimini yazınız. c) Feder kamasındaki kesme gerilmesini hesaplayınız. d) Mil üzerinde (2) ve (3) gösterilmiştir. Zorlamanın fazla olduğu noktayı işaretleyiniz ve nedenini açıklayınız.
Eğimsiz kama ölçüleri ÇÖZÜM 1: a.) Gerekli kama uzunluğunu bulunuz. 1. Adım: İlk aşamada federin bulunduğu mil çapına gore eğimsiz kama tablosundan hesaplamalarda kullanılacak kamanın ölçüleri temin edilir. d = 28 mm için 2. Adım: Mildeki döndürme/burulma momenti hesaplanır. 21 kw M b,d = 97400. = 818,60daN. cm 2500 d/dk
3. Adım: Mil tarafından kamaya uygulanan kesme kuvveti hesaplanır ve kamanın emniyetli kesme gerilmesi değeri kullanılarak kama boyu bulunur. M b = F t. d 2 F t = 818,60. 2 d = 818,60. 2 2,8 = 584,4daN τ k = F T b. l τ em 5844 8. l 100 l = 7,3mm olarak hesaplanır. 4. Adım: Bu adımda hesaplanan minimum kama uzunluğu değerine gore tablodan standart bir kama uzunluğu seçilir. Bu noktada 7,3 mm lik uzunlukta bir kama soruda verilen momenti taşıyabildiğine gore tablodaki verilere gore 20 mm (16-90 mm uzunluk aralığında) uzunluğunda bir kama seçilmesi uygundur. Açıklama: Normal şartlarda feder kamalarının uzunluğu hesaplanırken milin ve göbeğin ezilme dayanımlarına gore emniyetleri de göz önünde bulundurulmalıdır. Ancak soruda mil ve göbek malzemeleri ile ilgili bir bilgi verilmediği ve bu malzemelerin emniyet durumlarının kontrol edilmesi istenmediği için sadece kamanın kesme gerilmesine gore emniyeti göz önünde bulundurularak hesap yapılmıştır. b.) Feder kamasındaki kesme gerilmesini hesaplayınız. Seçilen kamanın ölçülerine göre; τ k = F t = 5844 N = b.l 8.20 mm.mm 36,525N/mm2 olarak hesaplanır. Bu değer ile kamanın emniyet değeri kıyaslandığında kamanın emniyetli olduğu ve doğru boyutlarda bir kama seçildiği görülmektedir.
ÇÖZÜM 2: a.) Feder kamasının uzunluğunu bulunuz. Müsaade edilen yüzey basıncı Pem=80 N/mm 2 1. Adım: İlk aşamada federin bulunduğu mil çapına gore eğimsiz kama tablosundan hesaplamalarda kullanılacak kamanın ölçüleri temin edilir. d = 30 mm için 2. Adım: Mildeki döndürme/burulma momenti hesaplanır. 10 kw M B = 97400. = 1298,6daN. cm 750 d/dk 3. Adım: Mil ve göbek malzemesi için müsade edilen emniyetli yüzey basıncı değeri kullanılarak kama uzunluğu hesaplanır. M b = F t. d 2 F t = 1298,6. 2 d = 1298,6. 2 3 = 865,73daN P mil = F T t 1. l P em 865,73 4. l l = 27,05mm 80daN/mm 2
P göbek = F T t 2. l P em 865,73 3,3. l l = 32,79mm 80daN/mm 2 Bulunan değerlere gore kamanın uzunluğu en az 32.79 mm olmalıdır. Bu durumda tablodaki değerler kullanılarak l=40 mm uzunluğunda bir kama seçilir. b.) Feder kamasındaki kesme gerilmesini hesaplayınız. τ k = F t 865,73 dan = b. l 8.40 mm. mm = 27,05N/mm2 c.) Mil üzerinde (2) ve (3) gösterilmiştir. Zorlamanın fazla olduğu noktayı işaretleyiniz ve nedenini açıklayınız. Zorlamanın fazla olduğu nokta (2) noktasıdır. Çünkü bu nokta burulma momentin iletildiği bölgede bulunmaktadır.