dişli-Çark hesaplamalar 2013

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

DL ARKLAR II: HESAPLAMA

Atatrk niversitesi Mhendislik Fakltesi

Makine Mhendislii Blm

Prof. Dr. rfan KAYMAZ

Prof. Dr. Akgn ALSARAN

Ar. Gr. lyas HACISALHOLU

Dili arklar Giri

Bu blm sonunda reneceiniz konular: Dili ark Kuvvetleri Di Dibi Gerilmeleri Mukavemeti etkileyen faktrler Yzey Basnc rnekler onsuz Geni Dzlemsel Eilimli Yatak

Dili arklar Giri

DZ ALIN DL MEKANZMALARI

Dz aln dili mekanizmalar, birok makinede yaygn bir ekilde kullanlmakta olup, basit dili mekanizmalardr. Eksenel kuvvetler olmad iin, mekanizma yatak seimi ve montaj problemli deildir. Bu dili arklarn tek modle sahip olmas kullanmn kolaylatrmaktadr.

Dz aln dili mekanizmalar, normal taleplerde kk ve orta dnme devirleri ve evre hzlarnda (v20m/s) kullanlmaktadr. Basit niversal makineler, kk kaldrma makineleri, kvrma makineleri, yap makineleri, tarm makine mekanizmalar, takm tezgahlarnda deitirme ve kzak mekanizmalar vb. uygulama alanlarna sahiptirler.

Dz aln dili mekanizmalar, eik dili mekanizmalara gre baz avantajlara sahiptir. Dz aln dili arklarda eksenel kayma ve ilave eksenel yatak ykleri yoktur. Dz aln dililerin etki derecesi daha byktr. Diler geni olduu iin temas yzeyleri byk olup daha kk yzey basnlarna maruz kalarak, daha az anmaya maruz kalmaktadr. Bunun iin ok kademeli, ksa mesafede byk momentler ileten mekanizmalar yaplabilmektedir.

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar Dili arklarn Mukavemet Hesab

DL ARKLARDA ANA LLERN SEM

Dili ark iftinin taksimat dairesi ap do, di says z, modl m, di genilii b

vb. ana lleri evvela deneysel deerlerden faydalanlarak seilmekte; bunun

mmkn olmad durumlarda, tecrbeler sonucu elde edilen eitliklerle yaklak

olarak hesaplanmaktadr.

Dili arklar

Atatrk niversitesi


Dili arklarda z1 di says tayin edilirken i (u) tahvil oran ve

malzeme deerleri de gz nnde bulundurulmaktadr. Dili arklar

iin bulunmas gereken dier byklkler sra ile aada

yazlmaktadr.

evre hz:

Taksimat dairesi; pinyon dili mil ile birlikte iml edildii durumda,

kabaca taksimat dairesi ap, ekil 12.6:

Pinyon mile takldnda taksimat dairesi ap:

milo dd .25,11

60

.. 11 ndv o

milo dd .21

Dili arklar

Atatrk niversitesi


Pinyon feder ile balandnda gbek ap ve taksimat dairesi ap:

Modl; dililerde di modl min, tam tanmlanmas zordur. Ancak m=d01/z1 forml kullanlarak, mile taklan pinyon iin en kk taksimat dairesi ap tanmlanmaya allmaktadr. Buna gre:

Pinyon mil ile btn imal edilirse en byk di dibi ve taksimat dairesi ap:

mildD .8,1

mDdo .25,1.21

mdd milo .5,2.8,11

5,2

..8,1

1

1

1

z

zdd milo

mild dd .1,11 mdd milo .5,2.8,11 5,2

..1,1

1

1

1

z

zdd milo

Dili arklar

Atatrk niversitesi


Di genilii b1=d.do1 ve b1= m.m

Eksenler aras mesafe; i

ad oo

1

.21

Dz aln dili arklarda deneysel deerlere veya firmalarn verilerine dayanarak

mekanizma ana lleri yaklak olarak bulunmaktadr. Yanaklarn tama gc iin

basitletirilmi tanmlama deeri mevcuttur. Mesela pinyon dilinin taksimat dairesi

ap:

31

1

1

.

.2

i

i

K

Md

d

do

i

i

db

FK

o

t 1.. 1

Dz aln dili mekanizmalarnda K deeri malzemeye, sertlie, sl ilemlere, iletme artlarna ve evre hzna bal olarak firmalar tarafndan verilmektedir.


2

. 2,12,12,1

ot

d

dFM

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Normal kuvvet (Di kuvveti) kavrama dorusu boyunca etkir.

Temas taksimat dairesi zerinde ise; normal kuvvetin teetsel ve radyal bileeni:

sin vecos 00 nrnt FFFF

letilen moment Mbc1:

0

12

d

MbcFt

101 bbc MKM

Dili arklarn Mukavemet Hesab

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Kavrama oran ()>1 olan dililerde bir di temasta iken baka bir dite temasta olacaktr.

Ancak belirli bir dnme sonucunda sadece bir dili temasta olacak ve dili ayrlmaya doru tekrar baka bir dili ifti kavramaya balayacaktr.

Dolaysyla bir diliye gelen kuvvet 0 ile Fn arasnda deiecektir ve Yorulmaya neden olacaktr.


Dili arklar

Atatrk niversitesi


a)Yorulma, b)Pitting teekkl, c) Andrma parlamas

Di aln yzeylerinde ukurcuklarn teekkl

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

nmvnc FKKKKF 0

Die etkiyen Kuvvet:

Mukavemet Hesabn Etkileyen Faktrler

Dili ark hesaplarnda

nemli olan; kavrama altnda,

dzgn dnerek hareket eden

dilinin Ft evre kuvvetinin

tayinidir. Bunu tayin etmede;

iletme artlar, imalat hatalar

ve ekillendirme iin uygun

faktrlerin seilmesi nemli rol

oynamaktadr.

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Motor ve i makinesinin zellikleri, aradaki mil, kavrama,

kasnak gibi

elemanlarn ktleleri, eitli darbe, moment dzgnszlkleri oluturur.

Bunlar diliye gelen kuvveti nemli lde etkiler.

Ko: alma Faktr


nmvnc FKKKKF 0

DIN 3990'a gre iletme faktrleri

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Taksimat hatalarndan veya alma srasnda dilerin deformasyonundan

dolay dinamik kuvvetler meydana

gelir.

evre hzna, dnen sistemlerin rijitliine baldr.

Belirlenmesi olduka zordur ve yaklak deerler kullanlr.

Kv: dinamik (Hz) faktr


nmvnc FKKKKF 0

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Millerin deformasyonundan dolay di genilii boyunca kuvvet dalm uniform olmaz ve bu etki Km kuvvet dal dikkate alnarak hesaplamalara ilave edilir.

nmvnc FKKKKF 0Km: Yk Dalm Faktr


Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Di dibi gerilmeleri

E alan dililerde en byk gerilmeler di dibinde meydana gelir ve atlak balar ve ilerleyip yk tayamayacak boyuta ulanca di kopar.

Bir die etkiyen normal kuvvet ve ilgili byklkler yan tarafta verilmitir:

Sq (krlma kesiti): di dibi kavisi ile 30o a yapacak ekilde seilir.

hq (eilme kolu): kavrama dorusunun simetri eksenini kestii F noktas ile sq dorusuna olan uzaklk


Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Di dibi gerilmeleri

Dolaysyla di dibinde eilme ve basma normal gerilmeleri doar:


Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Di dibi gerilmeleri


=

0

6

Pay ve payda m ile arplrsa:

=

0

6

= 0

6

=

Form Faktr

Dili arklar Kf: Form Faktr

Kar arka bal olmadan, dili formunun e zerine etkisi dikkate alnarak, di banda kuvvetin kavramas iin bir faktrdr.

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Di Dibi Mukavemet Kontrol


=

Boyutlandrma iin:

Burada:

: genilik faktr =

=

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

E alan dililerin temas noktasnda Hertz tipinde yzey basnlar meydana gelir ve bu da yorulma anmasna (pitting) neden olur ve maksimum

basn:

Bu ifadede:

Dililerde Oluan Yzey Basnc

Fn: Temas yzeylerine etkiyen normal kuvvet E: Edeer Rijitlik Katsays : Edeer Erilik

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Pratik hesaplamalarda yzey basnc:

Bu ifadede:

Dililerde Oluan Yzey Basnc

=

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Yzey Basnc Kontrol


Boyutlandrma iin:

Burada:

: genilik faktr =

=

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

E alan her iki dili ark elikten imal edilmesi durumunda;

i) Dilerin yzey sertlii HB350 daN/mm2 ise dili arklarda yorulma anmas di dibi krlmasnda nce meydana gelir, ve dili hesaplamalar yzey basncna gre yaplmaldr.

ii) Dilerin yzey sertlii HB>350 daN/mm2 ise dililerde yorulma anmasndan nce di dibi krlmas meydana gelir ve hesaplamalarda di dibi krlmas dikkate alnmaldr. Kontrol hesab ise yzey basncna gre olur.


Eer her iki dili dkme demirden veya biri elik dieri metal olmayan malzemeden imal edilmesi durumunda di dibi krlmas kritik olur.

Dili arklar

Atatrk niversitesi


MEKANZMA TAHVL ORANLARININ SEM Tek kademeli dz aln dili mekanizmalarnn tahvil oran veya di saylar oran maksimum i=u=8(10) u aamaz. Aksi taktirde byk arkn lleri gayri msait kmakta ve byk dilinin artan di saylar karsnda pinyon dili byk kuvvetlere maruz kalarak anmaktadr. Bunun iin byk tahvil oranlarnda mekanizma iki veya ok kademeli yaplmaktadr.

4

1

4

3

3

2

2

1

n

n

n

n

n

n

n

ni

531

642

zzz

zzzu

45i ten 200i e kadar kademeye

blnmektedir.

Genellikle mekanizmalar

45i e kadar iki,

Dili arklar

Atatrk niversitesi


ki ve kademeli mekanizmada i iin tavsiye edilen deerler

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Dili arklarn mukavemet, yzey basnc ve anmaya kar dayanmlarn artrmak iin:

Profil kaydrma

zel dzeltmeler yaplr.

Profil kaydrmann amac:

Alt kesilmeyi nlemek

Belirli di saysnda ve standart modldeki bir dili ark sistemini arzu edilen bir eksenler aras mesafeye yerletirmek (profil kaydrma ile eksenler aras mesafe deitirilebilir)

Dilinin mukavemetini ve yzey basncn artrmak (art dililerde di dibi daha aln olduundan)

Kavrama orann bytmek dolaysyla daha sessiz alan sistemler elde etmek

Dili arklarn alma Kapasitelerinin yiletirilmesi

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Dililerin temasnda oluacak Fn1 ve Fn2 kuvvetleri birbirine eittir. Dolaysyla

Di Kuvvetlerinin Mil Yataklarndaki Tepkileri

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar Di Kuvvetlerinin Mil Yataklarndaki Tepkileri

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Kavrama esnasnda dililer arasnda deiken srtnme kuvvetleri ortaya kar ve bu g kaybna neden olur.

Dolaysyla sistemin verimi:

Dili arklarn Verimi

Pratikte;

Silindirik ve helisel: 0.96.99 Konik : 0.960.98 Sonsuz vida (kilitlenmesiz): 0.600.80 Sonsuz vida (kilitlenmeli): 0.25

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Pratikte birok dili arklarndan oluan yanda verildii gibi sistemler kullanlr.

Ayn mil zerinde bulunan dili arklarn gc, momentleri ve hzlar eittir.

Sistemin toplam verimi:

5634125

6

3

4

1

2 P

P

P

P

P

Ptop

Dnme hzlar: 5634125

6

3

4

1

2 iiiz

z

z

z

z

zitop

k momenti: 16 MbiMb toptop

Dili arklarn Verimi

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar Dili arklarn Verimi

MEKANZMA VERM

Kavrama halinde kaba ilenmi di

Yuvarlanmal (kaymal) yatakl mil

Yal ve szdrmaz ortamda alma

K KADEMEL MEKANZMA TOPLAM VERM

Yzey ilenmi dililer

Yuvarlanmal yatakl iki milli

Szdrmaz ortamda alan iki milli

)98,0(995,0di

)96,0(98,0yatak

96,0kszdrmaz

94,096,0.98,0.995,0 sydtop

2

. yyyyataktop 2. sssktopszdrmaz

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar

Bir redktrn ara mili zerinde, di says z2=81 ve modl m2=3.5 mm olan z2 dilisi ve di says z3=20 ve modl m3=4mm olan z3 dilisi bulunmaktadr. Z2 dilisi z1 ve z3 dilisi z4 dilisi ile temas halindedir. Buna gre; a) z1in dnme ynne gre z2 ve z3 dilisinde meydana gelen di

kuvvetlerini gsteriniz b) P2=5kw n2=160 d/d ve alma faktr 1.3 iin bu kuvvetlerin deerlerini c) Yataklardaki tepki kuvvetlerini bulunuz

L1=120 mm, L2=130 mm, L=440 mm z2

z3

L1L

L2

Z1Z2

Z3

Z4

RNEK 1:

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar RNEK 2:

Dili arklar

Atatrk niversitesi

Dili arklar RNEK 3:

ekilde gsterilen elle kaldrma tamburunun tahrik mekanizmas, bir ift silindirik dz diliden meydana gelmektedir. Tamburun ekme kuvveti Fs=450 daN, el manivelasnn yarap R=300 mm, el kuvveti Fk=25 daN, kablonun ap ds=9mm, tamburun ap D=180 mm dir. Buna gre:

a) Dili ark mekanizmasnn evrim oran b) Mekanizmann Boyutlandrlmas c) Kontrol hesab istenmektedir.

Pinyon malzemesi St50 ( =

, = /

)

Dili malzemesi GS-52 ( =

, = /

)

Mukavemet emniyet katsays 1.5; yzey basn emniyet katsays 1.25 Z1=22, gemilik faktr 1, form faktr 2.86, dinamik faktr 1, alma faktr 1,

Malzeme faktr = . /, yuvarlanma faktr 1.76, verim 0.85, Standart modl: 3;3.5;4;4.5

Dili arklar Gelecek Ders

Helisel Dili arklar

dişli-Çark hesaplamalar 2013

Documents