Bilgisayar destekli küresel dişli tasarımı ve imalatı
Computer aided spherical gear design and manufacturing
Yazar: FERHAT YILDIRIM
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HAKAN MUMCU
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Aşınma = Wear ; Bilgisayar destekli tasarım = Computer aided design ; Bilgisayar destekli üretim = Computer aided manufacturing

Özet:
Bu çalışmada iki serbestlik dereceli yeni bir çeşit küresel dişli mekanizmasının tasarımı, imalatı ve aşınma karakteristiği araştırılmıştır. Geliştirilen küresel dişli, tanımlanmış farklı çalışma açılarında hareket ve güç iletebilmektedir, bu sebeple robotik mekanizmaların oynar bilek eklemleri gibi farklı açılarda çalışabilen hareketli dişli mekanizmalarda ve mekanik birleştirmelerde kullanılabilmektedir.Tasarlanan küresel dişli model, klasik dişli hesaplamaları kullanılarak boyutlandırılmıştır. Model 18 adet dişe sahiptir ve 0-50 derece arasında farklı açılarda çalışabilmektedir. Tüm modelleme ve analiz çalışmaları SolidWORKS Bilgisayar Destekli Tasarım (BDT) ve CosmosWORKS Analiz yazılımları ile bilgisayar ortamında yapılmıştır. MasterCAM Bilgisayar Destekli Üretim (BDÜ) yazılımı ile bilgisayar ortamında imal edilen küresel dişli model, ilk olarak plastik malzemeden masaüstü CNC Router makinesinde, daha sonra da AISI 1060 malzemesinden CNC Freze Tezgâhında imal edilmiştir.İmal edilen dişli çiftleri, 1'er saatlik periyotlar halinde toplam 5 saat boyunca 1300 d/dk hızda çalıştırılmıştır. Test işleminden sonra dişlilerdeki kütle kaybı ölçülmüş ve diş yüzeyinde oluşan aşınma deformasyonları incelenmiştir. Bu sonuçlara göre dişlerin yüzeylerinde adhesiv ve yorulma aşınması mekanizmalarının oluştuğu görülmüştür. En büyük aşınma kaybı en büyük çalışma açısında elde edilmiştir.

Abstract:
In this study a new kind of spherical gear mechanism which has double degree of freedom, designed, manufactured and its wearing characteristics have been investigated. The developed spherical gear can transfer motion and power on defined different working angles, so it can be used on the driven gear mechanism and mechanical joints which can works different axis like flexible wrist of robotic mechanism.Designed spherical gear model generated by using the classical gear formulation. The model has 18 teeth and it can works different axis between 0-50 degree. All the modeling and analysis activities have been done by SolidWorks Computer Aided Design (CAD) and CosmosWorks Analysis software system on computer. Spherical gear model manufactured by using MasterCAM Computer Aided Manufacturing (CAM) software on computer, firstly by plastic material on CNC Router machine and then manufactured by AISI 1060 material on CNC Milling machine.Manufactured gear couples, experimentally performed at 1300 rpm, one-hour intervals for five hours in total. After the testing, the wearing test results obtained by measuring the mass defect on the gears and the wearing deformation were investigated which have been on the tooth surface. According to the results, adhesive and fatigue wear mechanisms were observed in the contact area of gear teeth surface. The maximum quantity of wear was obtained at the biggest working angle.