Pinyon tipi kesici takımlar ile imal edilmiş iç dişli çarkların gerilme analizi
Stress analysis of internal spur gears generated with pinion type cutters
Yazar: EYLEM ŞENOCAK YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. FATİH KARPAT
Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Pinyon tipi kesici takımlar ile imal edilmiş iç dişli çarkların gerilme analizi isimli tez çalışmasında evolvent iç dişli çarkların matematiksel modellenmesi ve farklı parametrelerin gerilme üzerine etkileri incelenmiştir.
Tez çalışmasında sunulan matematiksel model Litvin' in vektör yaklaşımını temel almaktadır. Buna göre önce iç dişli çarkı imal eden pinyon tipi kesici takım matris formda ifade edilmiş daha sonra kesici takım ile iç dişli çark taslağı arasındaki ilişki gözönüne alınarak koordinat dönüşüm matrisi ortaya konmuştur. Diferansiyel geometri ve dişli teorisi kullanılarak iç dişli çarkın matematiksel ifadesine hassas bir şekilde ulaşılmıştır.
Elde edilen iç dişli çarka ait denklemler MATLAB programında yazılarak farklı dişli parametrelerine sahip iç dişli çarkların bir dişini oluşturan noktaların geometrik yeri bulunmuştur. Bu noktalara ait programın çıkış dosyaları .asc formatında CATIA  tasarım programında okunabilen bir yapıdadır.  Tasarlanan dişli çarklar 2 boyutlu olarak ANSYS sonlu elemanlar programına gerilme analizi için gönderilmiştir. Farklı rim kalınlığına, kavrama açısına ve kesici takım uç radyüsüne sahip iç dişli çarklar üzerinde oluşan gerilmeler incelenmiş ve karşılaştırılmıştır.

Bu çalışmada sunulan denklemler ve geliştirilen bilgisayar programı ile pinyon tipi kesici takım ile imal edilmiş farklı parametrelere sahip iç dişli çarkların makro geometrisi hassas bir şekilde elde edilmiş ve bu parametrelerin eğilme gerilmesi üzerine etkileri sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmiştir. Böylelikle iç dişli çarkların imalattan önce tasarım ve mukavimlik açısından farklı işletme şartları için incelenmesine olanak sağlanmaktadır.

Abstract:
In this thesis which is called Stress Analysis of Internal Spur Gear Generated with Pinion Type Cutters, mathematical modelling of internal spur gear and effects of gear parameter on stress are investigated.

Presented mathematical equations in thesis are besed on Litvin's approach. In this approach, initially the mathematical equations of pinion cutter are obtained in matrix form then taking into account relation between cutter and internal gear, the coordinate transformation matrix is derived. Using differantial geometry and gear theory, mathematical defination of the internal spur gear is reached.

The geometric coordinates of points of internal gear tooth is found for different gear parameters by programming derived equations in MATLAB environment. Output files of this program are readable form from CATIA design program. 2D designed internal spur gears are sent to ANSYS for stress analyisis. Occurred stress is investigated and compared on internal spur gear with different rim thickness, pressure angle and cutter tip radius.

In this study, the macro geometry of internal spur gear manufactured by pinion cutter with different parameters is derived sensitively by presented equations and developed computer program and effects of theses parameters on bending stress are investigated with finite element method. Thus, it is enabled to examime internal spur gears in view of geometry and strength for different loading conditions before manufacturing.