Cycloid planet dişli tahriklerinde temas gerilmelerinin analizi
Contact stress analysis of cycloid planetary gear drives
Yazar: MEHMET BÜLENT YAŞAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİH BELEVİ
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Gerilme analizi = Stress analysis ; Sikloidler = Cycloids ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Çalışmamızın amacı tek kademede yüksek çevrim oranı, yüksek verim ve konum hassasiyetine sahip küçük boyutlu cycloid redüktörlerde ortaya çıkan temas gerilmelerinin analizi ve bu gerilmeler üzerinde profil düzeltmenin etkilerinin belirlenmesidir. Tasarım sürecini kolaylaştırmak amacı ile yapılan araştırmada halihazırda bilinen dişli çark ve dişli kutusu ticari tasarım yazılımlarının cycloid dişli çark ve kutuları için fazla bir destek sağlamadığı görülmüştür. Bunun üzerine tez kapsamında QBasic dilinde hazırlanan programla cycloid dişli kutusunda yer alan dişlilerin profil geometrisi ve diğer parçaların geometrilerinin boyutlandırılması hedeflenmiştir. Profil düzeltmenin etkisinin belirlenmesi için de aynı temel boyutlara sahip iki dişli kutusu dokuz düzeltme değerine göre tasarlanmıştır.
Tezin birinci bölümünde sikloit (cycloid) eğrilerinin tarihçesi, çeşitleri, parametrik denklemleri ve özellikleri ile ilgili temel bilgiler verilmiştir. Ardından kullanım alanları, diğer redüktör tiplerine göre avantaj ve dezavantajları ile çalışma prensibine bir giriş yapılmış ve incelenen kaynaklara yer verilmiştir. Bölümün sonunda incelenen problemin tanımı yapılarak teknik açıdan öneminden bahsedilmiştir.
İkinci bölümde ise cycloid dişli geometrisini oluşturmak için gerekli olan denklemler verilerek tasarım programı için alt yapı hazırlanmıştır.
Üçüncü bölümde hazırlanan program kullanılarak tasarımı yapılan PA6 cycloid redüktörün temel parçalarının gerilme ve deformasyon analizleri yapılmıştır.
Dördüncü bölümde PA6 ve 100Cr6'dan cycloid redüktörlere ait geometrilerin tasarımı yapılarak sonlu elemanlar analizi yöntemi ile diş profili düzeltme faktörünün temas gerilmelerine etkisi ele alınmıştır. Analiz sonucunda Von Mises kriterine göre gerilme değerleriyle beraber yer değiştirme, eşdeğer elastik şekil değiştirme ve emniyet faktörü değerleri elde edilmiş ve incelenmiştir.
Tezin son bölümü olan beşinci bölümde ise analiz sonuçları değerlendirilmiştir.

Abstract:
The aim of our study is to analyze the contact stresses that occur in small size cycloid gearboxes with high reduction ratio, high efficiency and position accuracy in one stage and to determine the effects of profile modification on these stresses. In the research conducted with the aim of facilitating the design process, it has been observed that the currently known gear wheel and gearbox commercial design software does not provide much support for cycloid gear wheels and gearboxes. Upon this, within the scope of the thesis, it is aimed to dimension the profile geometry of the gears in the cycloid gearbox and the geometry of other parts with the program written in QBasic language. In order to determine the effect of profile correction, two gearboxes with the same basic dimensions were designed according to nine correction values.
In the first part of the thesis, basic information about the history, types, parametric equations and properties of cycloid curves are given. Then, an introduction to the usage areas, advantages and disadvantages compared to other reducer types and the working principle are made and the examined resources are included. At the end of the chapter, the definition of the examined problem is made and its technical importance is mentioned.
In the second part, the infrastructure for the design program is prepared by giving the equations necessary to create the cycloid gear geometry.
Stress and deformation analyzes of the basic parts of the PA6 cycloid gearbox, which was designed using the program prepared in the third chapter, were made.
In the fourth chapter, the geometry of PA6 and 100Cr6 cycloid reducers are designed and the effect of tooth profile modification factor on contact stresses is discussed with the finite element analysis method. As a result of the analysis, displacement, equivalent elastic strain and safety factor values were obtained and examined along with the stress values according to the Von Mises criterion.