Sikloid hız düşürücü tasarımı ve prototip imalatı
Cycloid speed reducer design and prototype manufacturing
Yazar: MERT KAYIŞ
Danışman: PROF. DR. AHMET ÖZDEMİR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İmalat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Sikloid hız düşürücüler, düşük sürtünme değerleri sunan ve aşınmaya karşı yüksek mukavemete sahip redüktörlerdir. Robotlar ve CNC torna tezgâhları gibi yüksek hassasiyet gerektiren sektörlerle birlikte pek çok farklı uygulamada kullanım alanı bulan sikloid hız düşürücüler, yüksek bir güç ve hız aktarma organı niteliğiyle öne çıkmaktadır. Bu çalışmada; Excel programı yardımıyla tek kademeli sikloid hız düşürücünün matematiksel modellenmesi yapılmış, Visual Basic programı yardımıyla kullanıcıdan giriş değerlerini alıp çıkış değerlerini 2 boyutlu grafik olarak kullanıcıya sunan arayüz geliştirilmiştir. Oluşturulan 2 boyutlu grafikler, SolidWorks ve VBA programı yardımıyla pim çapı değişmesi halinde hız düşürücüsünün tüm elemanlarının 3 boyutlu modelleme revizyonlarının otomatik yapılması sağlanmıştır. Detay tasarım şekillenmeden prototip imalatı gerçekleştirilmiş, prototip imalattan alınan verilerle de detay tasarım yapılmıştır. Dayanım hesabı sonucu, hafif ağırlık ve düşük hacim felsefesiyle, muadillerine göre dayanımı yüksek, düşük alanda yüksek çevrim oranına sahip sikloid hız düşürücü tasarlanmıştır. En kritik parça baz alınarak, farklı pim çaplarına göre giriş miline uygulanabilecek en büyük tork değerlerini oluşturan iki boyutlu eğri ve denklem türetilmiştir. Denklem sayesinde kullanıcı, giriş miline bağlayacağı step motorun tork değerini girerek, sikloid hız düşürücüde kullanılacak pim çapının en yakın değerini belirleyebilmektedir. Puma tipi endüstriyel robotların, yerli tasarım ve imalatının yaygınlaştırılmasında ihtiyaç duyulan sikloid hız düşürücünün, bilgisayar destekli modelleme, tasarım ve imalat teknolojileri esas alınarak alınarak imal edilebilirliğinin tartışıldığı bu çalışma, milli teknoloji tabanlı literatüre katkı sağlayacaktır.

Abstract:
Cycloid speed reducers are reducers that offer low friction values and they have high resistance to wear. Cycloid speed reducers, which find use in many different applications together with sectors that require high precision such as robots and CNC lathes, stand out with their high power and speed transmission characteristics. In this study; the mathematical modeling of the single-stage cycloid speed reducer was made with the help of the Excel program, and an interface was developed with the help of the Visual Basic program, which takes the input values from the user and presents the output values to the user as 2D. With the help of the created 2D graphics, the SolidWorks and the VBA program, in case the pin diameter changes, the three-dimensional modeling revisions of all the elements of the speed reducer are made automatically. Prototype manufacturing was carried out before the detailed design was formed, and detailed design was made with the data obtained from the prototype manufacturing. As a result of the strength analysis, a cycloid speed reducer with a high cycle rate in low area and higher strength compared to its equivalents was designed with the philosophy of light weight and low volume. Based on the most critical part, a two-dimensional curve and equation were derived that create the largest torque values that can be applied to the input shaft according to different pin diameters. The equation, the user can determine the closest value of the pin diameter to be used in the cycloid speed reducer by entering the torque value of the stepper motor to be connected to the input shaft. This study, in which the manufacturability of the cycloid speed reducer, which is needed for the dissemination of the domestic design and manufacture of Puma type industrial robots, is discussed based on computer-aided modeling, design and manufacturing technologies, will contribute to the national technology-based literature.