Cüneyt Fetvacı MAKALE EŞLENİK EVOLVENT İÇ DİŞLİ ÇARKLARIN BİLGİSAYAR SİMÜLASYONU Cüneyt Fetvacı Doç. Dr., İstanbul Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü, İstanbul [email protected] ÖZET Bu çalışmada içten dişli pompalarda kullanılan eşlenik evolvent profilli mekanizmalar ele alınmıştır. Bu tip pinyon-çark mekanizmalarında iç dişli çarkın tüm profili pinyon profilinin tamamen eşleniğidir. Kök yüzeyleri de kavramaya iştirak ettiğinden kompozit bir kavrama eğrisi elde edilmektedir. Böylelikle içten dişli pompaların performansı arttırılmaktadır. Ardışık dönüşümlerle önce kremayer takımla pinyon dişli yüzeyleri, akabinde pinyonun eşleniği iç dişli çark yüzeyleri elde edilmiştir. Asimetrik diş profili de göz önüne alınmıştır. İmal eden ve imal edilen yüzeylerin matematik modelleri verilmiş ve konvensiyonel mekanizmalardan farklılıkları belirtilmiştir. Anahtar Kelimeler: Asimetrik profil, eşlenik evolvent, iç dişli, kompozit kavrama eğrisi COMPUTER SIMULATION OF CONJUGATE INVOLUTE INTERNAL GEARS ABSTRACT This paper studies the conjugated involute profile which is used in internal gear pumps. In this type of gear mechanisms, the internal gear profile is completely conjugate of the external gear (pinion) profile. A composite line of action curve is obtained because the root fillets also play role in engagement cycle. The performance of the internal gear pumps is increased. By applying consequent transformations, firstly the tooth surface of the external gear manufactured by rack cutter is obtained and secondly the tooth surface of the conjugated involute internal gear tooth surface is obtained. Also asymmetric tooth is considered. Mathematical models of generating and generated tooth surfaces are given. Conventional and conjugated involute profiles are compared. Keywords: Asymmetric profile, conjugate involute, internal gear, composite path of contact Geliş tarihi : 12.02.2013 Kabul tarihi : 20.02.2014 Fetvacı, C. 2014. “Eşlenik Evolvent İç Dişli Çarklarin Bilgisayar Simülasyonu,” Mühendis ve Makina, cilt 55, sayı 650, s. 30-37. Cilt: 55 Sayı: 650 30 Mühendis ve Makina D 1. GİRİŞ işlerin mil eksenine göre konumu bakımından düz ve helisel olarak gruplandırılan alın dişli çarklar paralel eksenli miller arasında güç iletimini sağlayan mekanizmalardır. Düz dişli çarklar imalat kolaylığı arz ederler ve dış dişli, iç dişli ve kremayer-pinyon mekanizmalarında yaygın olarak kullanılır. İç dişli çark ve dış dişli çark mekanizmaları akışkan sevki için dişli pompalarda da kullanılmaktadır. Evolvent eksenler arası mesafedeki küçük değişimlere tolerans göstermeleri, takım dişli şartını sağlamaları ve kolay imal edilebilir olmaları nedeniyle alın dişlilerde tercih edilen diş profilidir. Dişli çarkların kavrama açıları standartlaştırılmıştır ve genelde sağ ve sol profillerinin aynı açılı olduğu simetrik tertip kullanılır. Bununla birlikte bazı uygulamalarda yüksek mukavemet ve verimlilik, düşük titreşim ve gürültü gibi performansları elde etmek için asimetrik dişliler tercih edilmektedir [1-5]. ele almışlardır [9]. Fetvacı, bu matematik modelden hareketle, asimetrik dizaynı da göz önüne alarak, konvensiyonel evolvent iç ve dış düz dişlilerin pinyon-tipi takımla bilgisayar simülasyonunu sunmuştur [17-19]. Zhou ve Song, Yang’ın ardışık dönüşümle tesis ettiği matematik modelinden hareketle tam dişbaşı yüksekli ve simetrik profilli eşlenik evolvent düz iç dişli çarkların matematik modelini sunmuştur [5]. Konvansiyonel iç dişli çarkların imalatında pinyon şeklinde takım (Fellow Metodu) kullanılır. Kremayer-tipi takımlar (MAAG ve Azdırma) ise dış dişli çarkların imalatında kullanır. Prensip itibariyle gerek pinyon-tip ve gerekse kremayertipi takımları referans profile göre dizayn edilirler ve baş yükseklikleri standart taslak dişdibi derinliği ile baş boşluğunu sağlayacak şekilde arttırılmıştır. Takım uçları keskin köşeli, yuvarlatılmış ve tam yuvarlak olabilir [6, 7, 9, 20]. Hem iç dişli çarkların hemde dış dişli çarkların imalatında kullanılan pinyon-tipi takım görünüş itibarıyla dişli çarkla benzer fakat baş yüksekliği farklıdır. Pinyon takımın dişkökü taslağı şekillendirmede herhangi bir fonksiyon görmez. Şekil 1-a’da köşelerinden yuvarlatılmış uçlu pinyon takım, Şekil 1-b’de ise sivri uçlu takım ve standart düz dişli üst üste gösterilmiştir. Takımların dişbaşı yükseklikleri ht=1.25 x mn ve imal edilen dişlilerin dişbaşı yükseklikleri ht=1.00 x mn'dir. Yuvarlanma metodu ile dişli çark imalatında kremayer takım, azdırma ve pinyon-tipi takım kullanılmaktadır. Takım ile taslak senkronize hareket ederler. Kesici takım yüzeyleri dişli taslağın evolvent formda aktif, trokoid formda kök ve dairesel yay formda taban yüzeylerini hasıl edecek şekilde dizayn edilir. Dişli çark analitik mekaniği prensiplerine göre kesici Eşlenik evolvent iç dişlilerde evolvent yanakların yanı sıra takım yüzeylerinin ve imal edilen yüzeylerin matematik mopinyonun diş kökü de çarktaki eşleniği ile temasta bulunmakdelleri kurulur [6-7]. Litvin kesici takımın vektörel gösteritadır. Bu nedenle temas noktalarının geometrik yeri kompominden başlayıp, matris dönüşüm, diferansiyel geometri ve zit bir eğridir. Kremayer takımın yuvarlatılmış ucu pinyon yuvarlanma denklemlerini kullanarak diş profillerini ve geodişlinin kökü ile eşleniği olan iç dişlinin yuvarlatılmış dişmetrik özelliklerini tanımlayan metodlar geliştirmiştir [7]. başını tayin etmektedir. Talaş kaldırılarak işlenemeyeceğinLiteratürde Litvin’in Vektör Yaklaşımından hareketle gerek den eşlenik evolvent iç dişli çarkın imalatı hızlı prototipleme kremayer-tipi ve gerekse pinyon-tipi takımlarla imal edilen veya tel erozyon metodu ile yapılır. Tel erozyonla diş profiparalel, kesişen ve aykırı millerde çalışan dişlilerin matematik linin oluşturmasında talaşlı imalata nazaran büyük esneklik modellenmeleri ve analizleri ile ilgili çalışmalar sunulmaktavardır. Sevinç, tel erozyon teknolojik bilgilerini ve yörüngedır [8-12]. Standart takımlarla imalatın yanı sıra çeşitli fonklerini belirleyen bir metod geliştirerek alın dış dişlilere uygusiyonel ve imalat modifikasyonları da matematik modellere ilave edilebilmektedir [1-4, 13-16]. Yang, asimetrik evolvent profilli alın dişli çarkların köşeleri yuvarlatılmış uçlu kremayer-tipi takımla imalatının matematik modelini sunmuştur [1]. Takip eden çalışmada dişli pompalarda kullanılabilecek eşlenik evolvent iç dişli çark mekanizmasının matematik modellenmesi ve gerilme analizi ele alınmıştır [2]. Chang ve Tsay, evolvent düz pinyon-tipi yuvarlatılmış uçlu takımın matematik modelini geliştirmişler ve oval dişlilerin imalatına uygulanmasını Şekil 1. Pinyon-tipi Takım ile Pinyon Dişlinin Karşılaştırılması Mühendis ve Makina 55 31 Cilt: Sayı: 650 Eşlenik Evolvent İç Dişli Çarkların Bilgisayar Simülasyonu Cüneyt Fetvacı n ic = ∂R ic × kc ∂l j ∂R × kc ∂l j i c (i = ac,...., fh) ( j = a,...., f ) (1) 3. DIŞ DİŞLİ ÇARK MATEMATİK MODELİ Şekil 2. Konvansiyonel Evolvent ve Eşlenik Evolvent İç Dişlilerin Karşılaştırılması lanmasını ele almıştır [21]. Şekil 2’de eşlenik evolvent iç dişli geometrisi ile konvensiyonel evolvent iç dişli geometrisi arasındaki farklılıklar gösterilmiştir. Şekil 2-a’da görüldüğü üzere konvansiyonel evolvent mekanizmada baş boşlukları büyüktür. İç dişli çark diş derinliği hf=1.25 x mn tam yüksekliktedir. Şekil 2-b’de gösterilen eşlenik evolvent iç dişlide ise pinyonun baş yüksekliği çarkın dişdibi derinliğine eşittir. Bu çalışmada eşlenik evolvent profilli iç dişli çarkların matematik modellenmesi ve bilgisayar simülasyonu ele alınmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde kremayer takımın matematik modeli standart diş yüksekliği ve asimetrik dizayn göz önüne alınarak tanıtılmıştır. İmal eden ve imal edilen yüzeyler arasındaki dönüşüm ifadeleri uygulanarak önce pinyon ve akabinde eşlenik iç dişli çarkın elde edilmesi üçüncü ve dördüncü bölümlerde sunulmuştur. Beşinci bölümde matematik modelden hareketle geliştirilen program çeşitli dizayn parametreleri için çalıştırılmış ve grafikler elde edilmiştir. Son olarak altıncı bölümde sonuçlar vurgulanmıştır. 2. KREMAYER TAKIMIN MATEMATİK MODELİ Çalışmanın bu bölümünde, imalat simülasyonunda kullanılan takımın geometrik özellikleri incelenmektedir. Yang’ın matematik modeline göre hazırlanan kremayer-tipi takım dişi normal kesitte Şekil 3’te gösterilmiştir [1,18]. Orijini kremayer takım diş boşluğunun ortasına konumlandırılan Sc (Xc , Yc , Zc ) koordinat sisteminde, pozitif Yc ekseni yukarı doğru, pozitif Xc ekseni sola doğru yönlendirilmiştir ve Zc ekseni sağ el kuralı ile tayin edilmiştir. Asimetrik dişli kesici takım sağ ve sol yanlarda referans eksenine göre farklı açılı taban düz uç, taban yuvarlatılmış köşe ve aktif kenardan oluşmaktadır. Referans kremayere ait özellikler ISO53 standardından uyarlanmıştır [22]. Şekil 3’te gösterildiği üzere, kesici takımın ac ve bd bölgeleri asimetrik dış dişli çarkın tabanını, ce ve df bölgeleri imal edilen dış dişli çarkın kök yüzeylerini, eg ve fh bölgeleri Cilt: 55 Sayı: 650 32 Mühendis ve Makina İmal edilen dişli çarkın matematik modelini elde etmek için Sc (Xc , Yc , Zc ), S1 (X1, Y1, Z1 ) ve Sh (Xh , Yh , Zh ) koordinat sistemleri tesis edilmelidir. Şekil 4’te görüldüğü üzere, Sc kremayer takımın koordinat sistemi, S1 dişli çarkın koordinat sistemi ve Sh sabit olan referans koordinat sistemidir. Koordinat sistemleri sağ el kuralına uymaktadır. Yuvarlanma prosesinde takım S = rp1 φ1 kadar öteleme hareketi yaparken dişli taslağı φ1 açısı kadar dönmektedir [7]. geçmelidir. Bu kanunun matematiksel ifadesi olan Eş Çalışma denklemi Sc koordinat sisteminde (4) numaralı denklem ile ifade edilebilir [7]. X ci − xci Yci − yci = nxci niyc (4) X ci , Yci ve Z ci koordinat sistemi Sc’de takım-taslak mekaniz- masının ani dönme ekseni I-I üzerindeki bir noktanın koordinatlarını; xci , yci , ve z i kremayer takımın yüzey koordinatlac i i rını; nxci , niyc ve nzc , yüzey birim normali n c ’nin doğrultman kosinüslerini, ifade eder. φ1 yuvarlanma parametresini ve rp1 imal edilen dişli çarkın taksimat dairesini gösterir. Kremayer takım ile imal ettiği dişlinin eş çalışma denklemi (4) numaralı denklemin düzenlenmesi ile genel olarak aşağıdaki ifade ile elde edilir [7]. φ1 = ( yc nxc − xc n yc ) / (rp1nxc ) i i i i i (5) İmal edilen pinyon dişlinin evolvent, trokoid ve diş tabanı yüzeylerinin matematik modeli S1 koordinat sisteminde (2) ve (5) numaralı denklemlerin (3) numaralı denklemde yerlerine konulması ile elde edilmektedir. 4. İÇ DİŞLİ ÇARK MATEMATİK MODELİ Şekil 3. Asimetrik Dişli Kremayer Takımın Normal Kesiti [1,18] imal edilen dış dişlinin sol ve sağ evolvent yüzeylerini sırasıyla oluşturmaktadır. Literatürde çeşitli araştırmacılar [1, 2, 7, 10, 18] tarafından değişik düzenlemlerle ele alınan takım yüzeylerinin vektörel ifadeleri tekrara düşmemek açısından bu çalışmada verilmemektedir. Kremayer şeklindeki takımın sol ve sağ kenarların kavrama açıları αn1 ve αn2 sembolleriyle gösterilmektedir. ha kesici takım dişbaşı yüksekliğini tayin eden parametre ve bc = πmn /4 taksimat hattında takım diş kalınlığının yarısıdır. Normal modül mn sembolüyle ve takım ucunun yuvarlatma yarıçapları sırasıyla ρ1 ve ρ2 sembolleriyle gösterilmektedir. Standard takım dişbaşı yüksekliği hf=1.25 x mn olarak hesaplanır. ha = hf - ρ1 (1- sin αn1 ) ve ρ2 = ρ1 (1- sin αn1 ) / (1- sin αn2 )'dir. Diferansiyel geometriden, Sc koordinat sisteminde verilen kremayer kesici yüzeyinin birim normal vektörleri (1) numaralı denklem ile tayin edilir. Bu denklemde Rci takımın yer vektörü, lj takımın ilgili bölgesinin dizayn parametresi ve kc, Zc eksenindeki birim vektördür [7]. Şekil 4. Kremayer Takım ile Pinyon Dişli Arasındaki Koordinat Bağı Sc koordinat sisteminden S1 koordinat sistemine dönüşümü sağlayan koordinat dönüşüm matrisi (2) numaralı ifadede verilmiştir [7]. cos φ1 − sin φ1 0 rp1 (φ1 sin φ1 + cos φ1 ) sin φ cos φ1 0 − rp1 (ϕ1 cos φ1 − sin φ1 ) 1 = M [ 1c ] 0 0 1 0 0 0 1 0 Dış dişli çark profiline tam eşlenik olan evolvent profilli iç dişli çarkın modeli kremayer takım profiline bağlı olarak ardışık dönüşümler ile elde edilebilir. Burada pinyon imal edici yüzey olarak düşünülür. Şekil 5’te görüldüğü üzere, S1 pinyon dişlinin koordinat sistemi, S2 eşlenik evolvent iç dişli çarkın koordinat sistemi ve Sh sabit olan referans koordinat sistemidir. Pinyon φ1 açısı kadar döndüğünde iç dişli çark φ2 kadar dönmektedir. Yuvarlanma parametreleri arasında pinyon diş (2) Böylelikle, kremayer takım yüzeylerinin geometrik yeri imal edilen dişli çarkın koordinat sisteminde ifade edilir [7]. R1i = [ M 1c ] R ic , (i = ac,...., fh) (3) Dişli Ana Kanunu gereğince kremayer kesicinin alın kesiti ile dişli taslağın yüzeyinin ortak normali ani dönme merkezinden Şekil 5. Pinyon-Çark Mekanizmasında Koordinat Bağı Mühendis ve Makina 55 33 Cilt: Sayı: 650 Eşlenik Evolvent İç Dişli Çarkların Bilgisayar Simülasyonu Cüneyt Fetvacı sayısı N1 ve iç dişli diş sayısı N2 olmak üzere φ2 = φ1 x N1/N2 bağıntısı vardır [7, 19]. S1 koordinat sisteminden S2 koordinat sistemine dönüşümü sağlayan koordinat dönüşüm matrisi (6) numaralı ifadede verilmiştir [7, 19]. cos(φ 2 − φ1 ) − sin(φ 2 − φ1 ) (rp 2 − rp1 )cos φ 2 [ M 21 ] = sin(φ 2 − φ1 ) cos(φ 2 − φ1 ) (rp 2 − rp1 )sin φ 2 (6) 0 0 1 İç dişli çarkın yer vektörü (7) numaralı denklemle ifade edilir. Burada kremayer takım imajinerdir ve ardışık dönüşümlerle eşlenik iç dişliyi tayin eder. R = [ M 21 ] R = [ M 21 ][ M 1c ] R , (i = ac,...., fh) i 2 i 1 (7) i c İmal edilen iç dişlinin matematik modeli ise eş çalışma denkleminden bulunan yuvarlanma parametresinin (7) numaralı denklemde yerine konulmasıyla elde edilir. Eşlenik evolvent iç dişli çark mekanizmasında evolvent yüzeylerin yanı sıra kök yüzeyleri de kavramaya girmektedir. Kavrama karakteristiğini incelemek üzere dişli çiftinin temas noktalarının geometrik yerini bulmak gerekir. Dişli çark teorisine göre kavrama doğrusu aşağıdaki denklemle ifade edilebilir [7]. R ih = [ M h1 ] R1i , (i = ac,...., fh) (8) Şekil 6’da GRAPHER programında örnek bir ekran çıktısı, dişli grafiği, bir veri dosyası ve ilgili sütünların grafiğe dönüştürülmesi işlemleri bir arada gösterilmiştir. S1 koordinat sisteminden Sh koordinat sistemine dönüşümü sağlayan matris (9) numaralı denklemde verilmiştir. cos φ1 sin φ1 0 [ M h1 ] = − sin φ1 cos φ1 0 0 1 0 (9) (8) ve (9) numaralı denklemlerden saat yönünün tersine dönen eşlenik evolvent iç dişli çiftinin kavrama eğrisi denklemi elde edilir. xhi x1i cos φ1 + y1i sin φ1 R ih = yhi = − x1i sin φ1 + y1i cos φ1 1 1 (10) Şekil 7. İç Dişli Çark Şekillendirme: a) Pinyon-tipi Takımla Talaşlı b) Eşlenik Profille 5. BİLGİSAYAR UYGULAMALARI Önceki bölümlerde verilen matematik modeller uygun bir programlama yaklaşımı ile bilgisayar ortamına aktarılır. Bu çalışmada hesaplayıcı program MS-DOS tabanlı GW-BASIC editöründe BASIC dili ile yazılmış ve çalıştırilmıştır. Programın giriş değerleri modül, diş sayısı ve kavrama açılarıdır. Hesaplamalar sonucunda diş profilini ve kavrama doğrusunu tayin eden noktaların koordinatları çıkış dosyalarında listelenir. Çıkış dosyaları bir grafik programında değerlendirilerek sonuçlar görselleştirilir. Bu çalışmada görselleştirme için GRAPHER 2-Boyutlu Grafik İşleme Sistemi kullanılmıştır. Şekil 8. Eşlenik Evolvent Mekanizmada Kompozit Kavrama Eğrisi Şekil 6. Grafik Programı Örnek Ekran Görünümü Cilt: 55 Sayı: 650 34 Mühendis ve Makina Şekil 9. Kavrama Açısındaki Değişmenin Etkileri İç dişli imalatında pinyon-tipi takımın izafi konumları Şekil 7-a’da gösterilmiştir. Takım izafi konumlarından hareketle talaş geometrisi tayin edilebilir. Simülasyonda özellikleri Şekil 1’de gösterilen sivri uçlu simetrik evolvent profilli takım kullanılmıştır [9,20]. Şekil 7-b’de kremayer takımla imal edilmiş pinyon dişli ve eşleniği iç dişli çark gösterilmiştir. Şekilde gösterildiği üzere eşlenik iç dişlide diş dibi dairesi çapı konvansiyonele nazaran daha küçüktür. Böylelikle eşlenik evolvent iç dişli çarkta aynı parametrelere göre dizayn edilmiş konvansiyonel tipe göre dişli çember göbek dış çapı küçük tutularak daha hafif bir konstrüksiyon elde edilebilir. Şekil 8’de eşlenik evolvent profilli iç dişli çark mekanizmasında kavrama eğrisi gösterilmiştir. Pinyon dişlinin kök bölgesi çarktaki eşleniği ile devreye girmektedir. Bu bakımdan dişli çiftinin temas noktalarının geometrik yeri eğrisel formda (1) numaralı bölgeden ve (2) numaralı düz bölgeden oluşan doğrusal bölgeden oluşan kompozit bir eğridir. Pinyonla çark A noktasında devreye girdiğinde temas noktası pinyonda kök ile evolventin birleştiği yerde çarkta ise eşleniği noktadadır. Hareket devam ettikçe kök bölgesinde olan birinci temas noktası AC eğrisi boyunca C noktasına doğru ilerlerken evolvent bölgede olan ikinci temas noktası AB doğrusu boyunca B noktasına doğru ilerler. Birinci temas noktası C’ye geldiğinde pinyon kökü ve eşleniği devreden çıkar. Takip eden dişli çifti benzer şekilde A noktasından devreye girer. Daha sonra ilk çift B noktasına geldiğinde devreden çıkar. Bu esnada kavramada sadece bir dişli çifti vardır. Böylece temas süresi artmakta, daha sessiz bir çalışma sağlanmaktadır. Konvansiyonel mekanizmalarda ise sadece evolvent yanaklar devreye girdiğinden kavrama eğrisi bir doğrudur. Evolvent dişlilerde yaygın olarak kavrama açısı 20º seçilir. Bununla birlikte çeşitli amaçlar için 15º ve 25º'lik kavrama açılı Mühendis ve Makina 55 35 Cilt: Sayı: 650 Eşlenik Evolvent İç Dişli Çarkların Bilgisayar Simülasyonu Cüneyt Fetvacı tional Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 26, no. 5-6, p. 448-456. 2. 3. 4. Şekil 10. Dönme Yönünün Değiştirilmesi takımlarda kullanılmaktadır. Asimetrik dişlilerde ise sağ ve sol profiller farklı açılarda dizayn edilmektedir. Şekil 9’da kavrama açısındaki değişmenin diş profiline ve kavrama eğrisine etkileri gösterilmektedir. Görsel netlik amacıyla sadece pinyon gösterilmiştir. Düşük kavrama açısında kavrama oranı artmaktadır. Dişli çark mekanizmasında dönme yönü değiştirildiğinde dişlilerin temas eden yanakları değişir. Şekil 10’da asimetrik evolvent profilli mekanizmada dönme yönüne göre temas noktalarının geometrik yeri (kavrama eğrisi) gösterilmektedir. 6. SONUÇLAR İç dişli çark mekanizmaları paralel miller arasında güç ve hareket iletimi için kompakt bir dizayn arz ederler. Konstrüktöre çok çeşitli düzenekler oluşturma imkanı sağlayan bu mekanizmalar kasnak olarak kayış-kasnak mekanizmalarında, fren tamburu olarak kaldırma makinalarında, güç iletiminde planet mekanizmalarında ve akışkan sevkinde dişli pompalarda kullanılmaktadır. Şekil 2-a’da gösterildiği üzere konvansiyonel iç dişlilerde diş başı iç bükey dairesel yay formundadır. Eşlenik evolvent iç dişli mekanizmalarında iç dişlinin yuvarlatılmış diş başının pinyon diş kökünün eşleniği olarak oluştuğu Şekil 2-b’de gösterilmiştir [2, 5]. Böylelikle evolvent yanakların yanı sıra trokoid bölgelerde kavramaya iştirak etmekte ve Şekil 8’de gösterildiği gibi kompozit bir kavrama eğrisi elde edilmektedir. Kavrama süresi arttığından daha sessiz bir çalışma sağlanır. Şekil 1’de eşlenik iç dişlilerde diş baş boşluklarının (clearance) konvansiyonele nazaran son derece düşük olduğu görülmektedir. Böylelikle boşluklarda hapsedilen akışkandan dolayı vuruntu tehlikesi eşlenik iç dişlilerde ortadan kalkar. Özetle yüksek performans elde edilir. Eşlenik evolvent iç dişli çarkın imalatı hızlı prototipleme veya tel erozyonla yapılmaktadır. Bu bakımdan Cilt: 55 Sayı: 650 36 Mühendis ve Makina talaşlı imalattaki sınırlamalar bertaraf edilir. Sunulan bu çalışmada eşlenik evolvent iç dişli çarkların matematik modellenmesi ele alınmıştır. Bilgisayar simülasyonunda önce kremayer takım profili tanımlanmış ve pinyon dişli çark profili elde edilmiştir. Eşlenik iç dişli çarkın imalatında kremayer takım imajinerdir ve ardışık dönüşümlerle iç dişli çark geometrisini yani tel erozyon tezgahında elektrot takımın (telin) yörüngesini tayin etmektedir. Çalışma iç helisel dişli çarklara genişletebilir. ha : referans profili baş yüksekliği rp2 : iç dişli çark taksimat dairesi yarıçapı Si : koordinat sistemleri, (i=c,h,1,2), 1 hareketli pinyon, 2 hareketli iç dişli taslak, c hareketli kremayer takım, h sabit referans. αn1 : kavrama açısı - sol profil αn1 : kavrama açısı - sağ profil φ1 : pinyonun yuvarlanma parametresi φ2 : iç dişli çarkın yuvarlanma parametresi Alipiev, O. 2011. "Geometric Design of Involute Spur Gear Drives with Symmetric and Asymmetric Teeth Using the Realized Potential Method," Mechanism and Machine Theory, vol. 46, no. 1, p. 10-32. 13. Kuang, J. H., Chen, W. L. 1996. "Determination of Tip Parameters for the Protuberance Preshaving Cutters," Mechanism and Machine Theory, vol. 31, no. 7, p. 839-849. 14. Litvin, F.L., Lu, J., Townsend, D.P., Howkins, M. 1999. "Computerized Simulation of Meshing of Conventional Helical Involute Gears and Modification of Geometry," Mechanism and Machine Theory, vol. 34, p. 123-147. 15. Tsay, C. B., Liu, W.-Y., Chen, Y. C. 2000, "Spur Gear Generation by Shaper Cutters," Journal of Materials ProcessingTechnology, vol. 104, no. 3, p. 271-279. Zhou, H., Song, W. 2013. "Theoretical Flowrate Characteristics of the Conjugated Involute Internal Gear Pump," Journal of Mechanical Engineering Science, vol. 227, no. 4, p. 730-743. 16. Li, J. L., Chiou, S. T. 2005. "Surface Design and Tooth Contact Analysis of an Innovative Modified Spur Gear with Crowned Teeth," Journal of Mechanical Engineering Science, vol. 219, no. 2, p.193-207. 6. Buckingham, E. 1949. Analytical Mechanics of Gears, McGraw-Hill, New York, USA. 17. 7. Litvin, F.L. 1994. Gear Geometry and Applied Theory, Prentice Hall, New Jersey, USA Fetvaci, C. 2010. "Definition of Involute Spur Gear Profiles Generated by Gear-type Shaper Cutters," Mechanics Based Design of Structures and Machines, vol. 38, no. 4, p. 481492. 8. Tsay, C. B. 1988. "Helical Gears with Involute Shaped Teeth: Geometry, Computer Simulation, Tooth Contact Analysis and Stress Analysis," Journal of Mechanisms, Transmissions, and Automation in Design, vol. 110, no. 4, p. 482-491. 18. Fetvaci, C. 2010. "Asimetrik Evolvent Profilli Düz Dişli Çark Mekanizmalarının Matematik Modellenmesi," Mühendis ve Makina, cilt 51, sayı 603, s.1-7. 19. Fetvaci, C. 2012. "Tashihli Düz Dişlilerin Pinyon Takımla İmalatının Bilgisayar Simülasyonu, Mühendis ve Makina," cilt 53, sayı 625, s.79-86. 20. Figliolini, G., Angeles, J. 2003. "The Synthesis of Elliptical Gears Generated by Shaper-Cutters," Journal of Mechanical Design, vol. 125, no. 4, p. 793-801. 21. Sevinç, A. 1994. "Tel Erozyon İşlemine Yönelik CADCAM-CNC İntegrasyonu," İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü. Tez no. 39267, İstanbul. 22. ISO 53: 1974. Cylindirical Gears for General and Heavy Engineering-Basic Rack, International Organization for Standartization, Switzerland. 9. hf : kremayer takımın dişbaşı yüksekliği rp1 : pinyon taksimat dairesi yarıçapı Muni, D.V., Muthuveerappan, G. 2009. "A Comprehensive Study on the Asymmetric Internal Spur Gear Drives through Direct and Conventional Gear Design," Mechanics Based Design of Structures and Machines, vol. 37, no. 4, p. 431461. Chen, W. L., Tsay, C.-B. 2011, "Mathematical Model and Tooth Surfaces of Recess Action Worm Gears with DoubleDepth Teeth," Mechanism and Machine Theory, vol. 46, no.12, p. 1840-1853. 5. SEMBOLLER mn : normal modül Yang, S. C. 2006. "Study on an Internal Gear with Asymmetric Involute Teeth," Mechanism and Machine Theory, vol. 42, no. 8, p. 977-994. 12. Chang, S.-L., Tsay, C. B. 1998. "Computerized Tooth Profile Generation and Undercut Analysis of Noncircular Gears Manufactured with Shaper Cutters," Journal of Mechanical Design, vol. 120, no. 1, p. 92-99. 10. Brauer, J. 2004. "A General Finite Element Model of Involute Gears," Finite Elements in Analysis and Design, vol. 40, p. 1857-1872 11. Wu, S. Z., Tsai, S. J. 2009. "Contact Stress Analysis of Skew Conical Involute Gear Drives in Approximate Line Contact," Mechanism and Machine Theory, vol. 44, no. 9, p. 16581676. ρ1 : kremayer takımın uç yuvarlatma yarıçapı - sol profil ρ2 : kremayer takımın uç yuvarlatma yarıçapı - sağ profil KAYNAKÇA 1. Yang, S. C. 2005. "Mathematical Model of a Helical Gearwith Asymmetric Involute Teeth and Its Analysis," Interna- Mühendis ve Makina 55 37 Cilt: Sayı: 650
© Copyright 2024 Paperzz