Dişli çark mekanizmalarında taksimat hatsının statik ve dinamik zorlanmaya etkileri

Abstract

Yüksek hızlarda çalışan makinalara olan talebin artması, makinalarda kullanılan güç iletim sistemlerimden beklenen performansları da arttırmıştır. Bu sistemlerin en yaygını olan dişlilerde de durum aynıdır. Özellikle ağır şartlarda ya da yüksek hızda çalışan makinalarda kullanılan dişliler kritik bir işlemi yerine getirmektedirler. Bu nedenle bir dişli çiftinin performansının doğru olarak belirlenmesi hayati bir önem taşımaktadır. Dişlilerin modellenmesi üzerine çok sayıda çalışma yapılmış, özellikle bilgisayar teknolojisinin sağladığı olanakları da kullanarak pek çok model oluşturulmuştur. Çalışmamızda evolvent profilli, taksimat hatasına sahip düz alın dişlilerde statik ve dinamik yük dağılımının modellenmesi üzerinde çalışılmıştır. Çalışmaya 1996 yılında Yücenur ve Didari tarafından geliştirilen model temel alınmıştır. Model, daha önce birkaç araştırmacı tarafından modellerine katılmaya çalışılan uç teması durumunu içeren bir modeldir. Dişlilerin burulma titreşimlerine ek olarak millerin eğilme titreşimleri diş çiftinin yaylanma sayısında kavrama boyunca oluşan değişimde dikkate alınmıştır. Bu çalışmada bu model ve ilgili bilgisayar programı dişlilerde muhtemel taksimat hataları için kullanılmış ve değişik standart kaliteleri için elde edilen sonuçlar geometrik hatasız dişliler için elde edilen sonuçlarla kıyaslanmıştır. Çalışma sonunda elde edilen veriler, kıyaslamaya olanak veren grafiklerde toplanarak ampirik yollarla elde edilebilecek değerlerle araştırma sonuçlarının kullanılmasına olanak verilmiştir. Böylece bir üretici (ya da tasarımcı) sadece dişlisinin birikmiş taksimat hatasını bilerek dişlinin çalışma şartlarında ideal durumdan ne kadar saptığım hesplayabilecektir. Ayrıca çalışma ileriye yönelik çeşitli imkanlar da sunabilmektedir. Söz gelimi uzay ya da havacılıkta olduğu gibi kritik bir işlevi yerine getiren dişlilerin tek tek ölçülmesi ve bu model yardımıyla uygulamadaki davranışlarının incelenmesi, basit bir maliyetle mümkün olabilmektedir. Yine bu model kullanılarak kritik durum için üretilen dişlilerin en uygun çiftleri oluşturacak şekilde eşleştirilmesi de mümkün olabilecektir.

Increase in the demand for machines working at high speed has caused a corresponding increase in performance expectations for power transmission systems. This is also true for the most widely used of these systems, gears. Especially under heavy duty/high speed conditions, gears fulfill a critical function. As a consequence, it is of utmost importance that the performance of gear couples be determined. For this reason much research has been carried out on gear modelling, particularly utilising computer technology. In this study modelling of static and dynamic load distribution for spur gears with an involute profile and pitch error will be considered. The model developed by Yücenur and Didari (1996) was taken as a base. The model includes the off line of action situation, which many researchers have tried to incorporate within their models. In addition to torsional vibration of the gears, the bending vibration of the shafts and the change to the stifness count during contact was taken into account. In this study the model and the associated computer program was used to calculate pitch errors, and the results obtained for different quality standards were compared with those obtained for geometric error free gears. The data obtained from the study has been plotted to graphs which will provide the opportunity of comparison with emprical research results. In this manner a manufacturer (or designer) will be able to calculate the deviance of a gear from the ideal case under operating conditions, utilising only accumulated pitch errors. Also, the study provides various opportunities for the future. For instance, by taking individual measurements on gears performing critical functions in fields such as aerospace, their performance evaluation will be possible using this model incurring only a modest cost. Again using this model for gears produced for critical usage, it will be possible to match the most suitable gear pairs.