Dişleri değiştirilebilen düz dişli imalatın araştırılması
The Investigation of manufacturing of spur gear with demontable teeth
Yazar: CEBELİ ÖZEK
Danışman: PROF.DR. ALİ İNAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2002
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: CNC tezgahları = CNC machinery ; Düz dişli = Spur gear ; Üretim = Production

Özet:
Ill ÖZET (Doktora Tezi) DİŞLERİ DEĞİŞTİRİLEBİLEN DÜZ DİŞLİ İMALATININ ARAŞTIRILMASI Cebeli ÖZEK Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı 2002, Sayfa 173 Endüstride hassas olarak düz dişlilerin imal edilebilmeleri için özel amaçlı takım tezgahlarına ihtiyaç duyulması, bu dişlilere az sayıda ihtiyaçları olanlar için önemli bir engel teşkil etmektedir. Herhangi bir nedenle yemlenmesi gereken dişliler freze tezgahlarında modül çakılarla yaklaşık olarak veya azdırma tezgahlarında açılabildiğinden, hem çalışan dişli verimsiz olmakta, hem de birlikte çalıştığı dişlinin ömrünü aşırı derecede kısaltmaktadır. Ülkemizde dişli açma tezgahlarının sayıca az olması, küçük işletmelerde hassas düz dişlilerin imalatları için önemli bir sorun oluşturmaktadır. Bu çalışma, son yıllarda ülkemizde, Bilgisayar Destekli Nümerik Kontrollü (CNC) freze tezgahlarının yaygınlaşması göz önünde bulundurularak, küçük işletmelerdeki az sayıda düz dişli ihtiyaçlarım karşılamak ve bu tezgahlardan yararlanabilme imkanları ile bir veya birkaç dişli imalat tipinin araştırılıp geliştirilmesi için amaçlandı. Birinci bölümde gerekli literatür araştırması yapıldı. İkinci bölümde düz dişli çarklar ile ilgili genel bilgiler açıklandı. Düz dişli çarkların bütün imalat yöntemleri incelendi. Üçüncü bölümde, tasarım ve imalatı düşünülen, dişleri değiştirilebilen düz dişli model tiplerine (Segmanlı, Pimli ve Kamalı olarak üç model tipi) karar verildi. Bu model tiplerinin boyutlandırılmaları yapıldı. Segmanlı model tipinde, segman yuvası hem tek tek imal edilmiş olan dişler hem de gövde üzerinde, segman ise kapak üzerinde bulunmaktadır. Kamalı model tipinde, kama yuvası tek tek imal edilmiş olan dişler üzerinde, kama ise gövde üzerinde bulunmaktadır. Pimli model tipinde, tek tek imal edilmiş olan dişlerin üzerinde pim deliği, gövde üzerinde ise pim yuvası bulunmaktadır. Dişlilerin tek tek dişleri için AUTOCAD 2000 ve CNC programlarından yararlanılarak,IV evolvent profile uygun ayrı ayrı imalat programlan hazırlandı. Hazırlanan bu programlar ile tek dişler (tek nokta programlan, G01, G02, G03 kodlan kullanılarak) imal edildi. İmal edilen dişlilerin, geometrik ölçülerine uygun, dişlerin tek tek olarak geçeceği her bir gövde model tipi için C programlama dili kullanılarak ayrı ayrı C programlan hazırlandı. Modülü 8 mm ve diş sayısı 10 olan bir düz dişlinin boyutlan göz önüne alındı. Dişlilerin geometrik boyutlan hesaplanarak imalat için teknik resimleri hazırlandı. Dişliler, önce fiberglas veya polyethylen malzeme göz önüne alınarak, Elazığ sanayisinde bulunan azdırma tezgahlarında açıldı. Daha sonra aynı malzeme kullanılarak, dişlilerin tek tek dişleri, evolvent eğrisinin çizim kuralı ile oluşturulan tek diş profilinin hesaplanan X, Y koordinat değerleri ve R evolvent profili yay yarıçapları değerlerine göre CNC imalat programlan hazırlandı. CNC imalat programlan, DYNA 2900 MYTE marka, düşey eksenli CNC freze tezgahına yüklenerek dişlilerin tek tek dişleri imal edildi. Aynı program FANUC OMt düşey eksenli CNC freze tezgahına yüklendi Ç8620 dişli malzemesi kullanılarak CNC freze tezgahında sağ ve sol evolvent profiline uygun programlar ile tek tek dişler imal edildi. İmal edilen tek tek dişler, özel olarak imal edilen dişli gövdesi (Segmanlı, Pimli ve Kamalı) etrafına dizildi. Dişler dişli gövdesi etrafına dizildikten sonra, dişlerin yük altında kaymamaları için, dişli kanunu göz önünde bulundurularak en küçük eşit aralıklarda olacak şekilde, segman, pim ve kama ile sıkılarak sabitlendi. Dişlilerin çalıştırılması amacıyla yeni bir hidrolik pompa imal edildi Dördüncü bölümde, dişlilerin diş kontrol uzunlukları ölçüldü. Evolvent profili ve istikamet açısı kontrol edildi. İmalat süreleri tespit edildi Yüzey pürüzlülükleri ölçüldü. Dişlilerin, mukavemet kontrolü için bir çekme aparatı imal edildi İmal edilen dişliler çekme aparatında çekmeye tabi tutuldu. Mukavemet bakımından maksimum kuvvet taşıyan model tipine karar verildi. Dişliler, dişli pompada belirli devirlerde (540, 800, 1200, 1700 ve 2500) çalıştırıldı. Dişli modellerinin devir sayışma bağlı olarak debileri ölçüldü. Azdırma tezgahında açılan dişliler ile mukayeseleri yapıldı. Teorik ve deneysel debiler karşılaştırılarak değişim grafikleri çizildi Beşinci bölümde, imalat sırasında tezgah ve imalat programlan ile ilgili olarak ortaya çıkan problemler tespit edildi İmal edilen dişlilerin diş kontrol uzunlukları, debileri ve yüzey pürüzlülükleri bakımından en uygun dişli model tipine karar verildi Altıncı bölümde, genel sonuçlar ve öneriler belirtilmiştir. Anahtar Kelimeler: Sökülebilir Düz Dişli, CNC, İmalat

Abstract:
SUMMARY (PhD: Thesis) THE INVESTIGATION OF MANUFACTURING OF SPUR GEAR WITH DEMONTABLE TEETH Cebeli OZEK Institute of Science and Technology Mechanical Education Department 2002, Page 173 The need for special machine tools in accurate manufacturing of spur gears is a big problem for the ones who need these kinds of gears in small amounts, in the industry. Spur gears can be manufactured in milling machines with module cutters or special machine tools but the gears manufactured in these machines are inefficient and make the life of the matched gear extensively shorter due to the low quality or accuracy. Since the number of the special gear manufacturing machines is limited in our country, the manufacturing of spur gears is an important problem for the small workshops. This study, considering the widespread in CNC milling machines in the country, new types of spur gears and their manufacturing in CNC milling machines were investigated. In the first chapter of this study, the subject was introduced. In the second chapter, the fundamental information on the spur gears was given and all the manufacturing methods of the spur gears were dealt with. In the third chapter, the types of the spur gears with changeable teeth were discussed and determined (segmented, pinned and fluted types). The dimensioning of these gears was performed. In the segmented type, the segmented groove was machined both in the single tooth and the gear body. The segmented was placed in the cover. In the fluted type, the wedge groove was machined on the single tooth while the wedge was on the gear body. In the pinned type, pin holes were drilled in the single tooth and the pin grooves were machined in the gears body. Separate machining programmes were prepared with respect to the evolvent profile of the teeth for the each individual tooth in AUTOCAD 2000 and CNC programmes. Each individual tooth was machined by using single point programmesVI with G01, G02 and G03 codes. For each body model, separate C programmes were prepared considering the geometrical dimensions of the different individual tooth by using C programming language. For this, the dimensioning was performed for a spur gear with a module of 8 mm and teeth number of 10. First, the geometrical dimensions of the gears were calculated and technical drawings were prepared. Then, all the gears were manufactured of fiberglass or polyethylene in a gear machine tool in Elazığ. Of the same material, CNC rnachining programmes for each tooth profile (using X-Y coordinates and arc radius R of the evolvent) according to the drawing rule were prepared. These programmes were loaded a vertical CNC milling machine (DYNA 2900 MYTE) and the teeth were manufactured individually. The same programme was loaded to a vertical CNC milling machine (Fanuc OMt). This time the individual teeth were machined of C8620 material with the programmes for the right and left evolvent profiles. The manufactured individual teeth were placed in the gear bodies. Then, in order to prevent sliding they were fixed with rings, pins or wedges in the minimum equal spacing, considering gears rule. A hydraulic pump was produced to observe the gears in service. In the fourth chapter, the gear control distances of the gears were measured. Evolvent profile and the angular of direction were checked. The time of production was determined. The surface roughness of the teeth manufactured was measured. The teeth were also examined in a tension machine in order to check the tension strength. The model bearing maximum load was chosen. The gears were run in the hydraulic pump at the certain speeds such as 540, 800, 1200, 1700 and 2500 rpm. The volumetric flow of hydraulic pump were measured and compared for the gear types used. These gears were also compared with the one manufactured in gear manufacturing machine. The theoretical and experimental flows were compared graphically. In the fifth chapter, the problems faced during the manufacturing were presented. The most proper tooth type was determined with respect to the gear check distance, flow and surface roughness. In the sixth chapter, the general results and suggestions have been determined. Key Words: Demountable Spur Gear, CNC, Manufacturing