Yüksek kavrama oranının düz alın dişli mekanizmalarında statik ve dinamik davranışa etkileri
The effect of high contact ratio on the static and dynamic behaviour of the spur gear
Yazar: ALİ İMRE AYDENİZ
Danışman: DOÇ. DR. SAİT YÜCENUR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Yapılan çalışmada yüksek kavrama oranına sahip düz alın dişli çark mekanizmalarının statik ve dinamik davranışları bir model yardımı ile incelenmiştir. Analizlerde kullanılan model, Yücenur tarafından geliştirilen ve hem dişlilerin burulma titreşimlerini hem de millerde oluşan eğilme titreşimlerini hesaba katabilen bir modeldir. Model ayrıca uç girişiminin etkisini de hesaba katabilmektedir. Çalışmanın ilk aşamalarında yüksek kavrama oranı elde edebilmek için dişli çark mekanizmalarında yapılması gereken değişim araştırılmış ve diş başı yüksekliği arttırılmış dişlilerle uygun sonuca ulaşılabileceği görülmüştür. Diş başı yüksekliği arttırılmış dişli çark mekanizmalarının düşük kavrama oranına sahip standart dişli çarklar mekanizmaları ile statik ve özellikle dinamik davranış farklarını daha iyi anlayabilmek amacıyla çeşitli dişli mekanizmalarına ait farklı durumların analizleri yapılmıştır. Bu mekanizmalara ait durumlardan kasıt ise; temel dişli büyüklükleri (modül, kavrama açısı, yuvarlanma dairesi çapları ve eksen aralıkları) sabit kalmak koşulu ile aynı işletme şartlarında kullanılan standart ve yüksek kavrama oranına sahip dişli mekanizmaları ve bu mekanizmaların uç girişimi durumunun hesaba katılıp katılmamasıdır. Uç girişiminin hesaba katılmadan yapılan incelemelerde amaç, bu olguyu hesaba katamayan ancak uygulamada sıkça kullanılan yöntemler ile elde edilebilecek sonuçları da göstermektir. Yapılan analizler sonucu, dinamik davranış bakımından en sukunetli çalışmanın fiilen kavrama oranının 2 olduğu durumunda gerçekleştiği görülmüştür. Uç girişiminin etkisi hesaba katıldığında, yüksek kavrama oranının (YKO), diş başı yüksekliği faktörünün teorik olarak hesaplanandan daha küçük değerlerde gerçekleştiği görülmüştür. Eğilme gerilmesi bakımından YKO dişlilere ait dişlere DKO dişlilerle kıyasla %30-35 daha az gerilme gelmektedir. Hertz Basıncı yönünden ise YKO dişlilerin bariz üstünlükleri görülmediği gibi, bazı durumlarda Hertz Basıncında artışlarla karşılaşılmıştır.

Abstract:
In his research, the effect of high contact ratio on the static and dynamic behavior of the spur gear is analyzed by using a model. Model used in analyzed is, which had been developed by YÜCENUR, capable to include both tensional vibration and bending vibration occuring in shafts. At the very beginning of the research, the suitable development of the spur gear to achieve HCR were investigate and it was observed that increasing the total work depth of the gear is best suitable solution. In this way HCR can be achieved without changing any other parameters such as module, tooth number, etc. In order to suitable comparison between static and dynamic behavior of HCR spur gear compare to standard one, many situation about different mechanisms were investigated. The model was also capable to adept the effect of off line of action (corner contact). Some analyses were performed and solutions and comparisons were repeated. Aim of the investigation in which off line of action is not considered is to express and compare the results of the methods used widely, in which the parameter is not used in analysis. After carefully applied analysis it is concluded that smoothed operation conditions occur at contact ratio value of two. Considering offline of action effect, by high contact ratio, tooth height factor value is lower than the theoretical calculated one. According bending stress, stress occurring in high contact ratio spur gear is about 30-35% less then the low gear contact ratio spur gear. Considering hertz pressure, no advantage by high contact ratio spur gear is determined; in some cases hertz pressure value is increased.