Metin ZEYVELİ, Hamit SARUHAN, Cevdet GÖLOĞLU

DİŞLİ KUTULARINDA PARAMETRELERİN HACİM VE MUKAVEMETE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Dişli kutularının tasarımı karmaşık bir süreç olup kullanma yeri ve amacına göre farklılık gösterir. Dişli tasarımında minimum hacim ve dişliler için eşit mukavemet elde edilmesi tasarımın en temel kıstaslarından birini oluşturmaktadır. Bu çalışmada iki kademeli düz, helis ve konik dişli çark mekanizmalarının tasarım ve mukavemet analizi araştırılmıştır. Tasarım işleminde, minimum malzeme hacmi (MMH) ve minimum kutu hacmi (MKH) olmak üzere iki hacim kriteri dikkate alınmıştır. Hacim kriterlerinde elde edilen iletim oranları ve kademelerdeki gerilmelerde incelenmiştir. Dişli tasarım işlemi analitik yaklaşım ile iletim oranı ve modül değişkenlerinin taranması ve bunlara bağlı diğer parametrelerinin bulunması şeklinde yapılmıştır.Dişli tasarımında, diş sayılarının değişiminin hacim ve oluşan gerilmeler üzerinde doğrudan etkilerinin olduğu görülmüştür. Sistemde oluşan gerilmeler açısından MMH kriterinde kademelerde oluşan gerilmeler arasındaki farkın daha az olduğu gözlemlenmiştir. Dişli tasarımında kademeler arasında iletim oranlarının büyükten küçüğe doğru dağılması yaklaşımı özellikle MMH kriterinde elde edilmiştir. Bu şekildeki dağılımın kademeler arasında birbirine yakın mukavemet değerlerinin sağlanmasına katkı sağladığı görülmüştür. Elde edilen verilerden MMH kriterinin; boyutlandırma, iletim oranı dağılımı, sistemde oluşan eğilme ve yüzey basıncı gerilmelerinin dağılımı açısından en uygun değerleri verdiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler:

Dişli çark, İletim oranı, Hız kutusu hacmi, Dişli mukavemeti

INVESTIGATION OF PARAMETERS EFFECTS TO VOLUME AND STRENGTH IN GEARBOXES

Design of gearboxes is a complex process and it varies place to use and objective. One of the key design criteria in designing gear is to obtain minimum volume and equal strength in gear trains. In this study, design and strength analysis of spur, helical and bevel gears in two stages configuration have been investigated. In design process two volume criteria, Minimum Material Volume (MMV) and Minimum Box Volume (MBV), have been taken into consideration. The transmission ratios and the strengths obtained in the stages have also been investigated. Gear design process has analytically been performed such that the various transmission ratios and modules are iteratively tested.In designing gear, it has been seen that the variations in teeth numbers have a direct effect on the volumes and strengths obtained. From the occurring strength point of view, it has been observed that the strength differences in the stages are smaller in MMV criterion. A distribution from larger to smaller in transmission ratios has been obtained in MMV criterion. It has been discovered that it helps assist in obtaining closer strength values between the stages. Finally, it has been proved from the data obtained MMV is more appropriate criterion from the viewpoints of dimensioning, distribution of transmission ratios, distribution of bending strength and contact stress occurred in the gearbox system.

Keywords:

Gear, Transmission ratio, Gearbox volume, Gear strength,

PDF

___

T.H. Chong, I. Bae, G.J. Park, Mechanism and Machine Theory, 37 (2002) 295.
V. Ramamurti P. Gautam A. Kothari, Advances in Engineering Software, 28(1) (1997) 73.
L. P. Pomrehn, P. Y. Papalambros, ASME J. of Mech. Design, 117(3) (1995) 419.
M. Ognjanovic, Research in Engineering Design, 8(3) (1996) 178.
A. Flodin, TriboTest, 7 (1) (2000) 45.
M. Dolen, H. Kaplan, A. Seireg, International Journal of Computer Applications in Technology, (2005)
D. Su, M. Wakelam, K. Jambunathan, Journal of Materials Processing Technology, (1-3) (2000) 53.
B. Abersek, V. Popov, Advances in Engineering Software, 35 (2004) 461.
Q. Li, J. Zhou, Y. Zhong, Chinese Journal of Mechanical Engineering, 35(5) (1999) 27.
P.M. Shariat, R. W. Toogood, Intelligent Engineering Systems Through Artificial Neural Networks, ASME, 5 (1995) 375.
JGaspersic, J. Flasker, Journal of Mechanical Engineering, 42(9-10) (1996) 229.
K. Deb, M. Goyal, Journal of Mechanical Design Transactions of the ASME, 120 (1998) 162.
K. Deb, S. Jain, Multi speed gearbox design using multi objective evolutionary algorithms, KanGAL Report No. 2002001
A. C. Rao, Mechanism and Machine Theory, 38 (2003) 135.
B. Samanta, Mechanical Systems and Signal Processing, 18 (2004) 1273.
G. Niemann, Makina Elemanları Cilt III, İTÜ matbaası, İstanbul, (1970).
A. Bozacı, İ. Kocaş, Ö. Ü. Çolak, Makina Elemanlarının Projelendirilmesi, Çağlayan Kitabevi, İstanbul, 14(1,16) (2001).
M. Zeyveli, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bil. Enst., Ankara, (2005).