Sürtünmenin sikloid dişli kutusunun verimi üzerindeki etkisinin hareket analizi ile incelenmesi
Investigation the effect of friction on cycloid gearbox efficiency by motion analysis
Yazar: HAKAN GÜNEŞ
Danışman: PROF. DR. HAKAN DİLİPAK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Sikloid dişli kutuları, istenilen hız ve moment değerlerini elde etmek için geliştirilmiş, hassas hareket iletimi ve yüksek çevrim oranlarına sahip mekanizmalardır. Dişli kutusunun temel bileşenleri giriş mili, sikloid dişliler, gövde, gövde pimleri ve çıkış milidir. Çalışma prensibinden dolayı bu parçalar birbirleri ile sürekli temas halindedir ve bu parçalar arasındaki sürtünme sebebiyle güç kayıpları meydana gelmektedir. Bu çalışmada sikloid dişli kutularındaki sızdırmazlık elemanları, rulman, yağlama vb. faktörlerden kaynaklanan nispeten küçük sürtünmeler ihmal edilmiştir. Bunun yanı sıra temas bölgelerindeki büyük sürtünmelerin oluşturduğu ve dişli kutusunun veriminde önemli rol oynayan kayıpların verim üzerimdeki etkileri araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, belirlenen tasarım parametrelerine göre bir sikloid dişli kutusunun boyutlandırma hesapları yapılmıştır. Daha sonra bu hesaplamalara göre CAD yazılımında bir dişli kutusu tasarlanmıştır. Tasarlanan dişli kutusunda sürtünmenin etkisi, dişli kutusunun verimindeki değişimler üzerinden incelenmiş ve belirlenen farklı sürtünme katsayıları için analitik hesaplamalar yapılmıştır. Yine belirlenen sürtünme katsayıları kullanılarak dişli kutusunun Altair Inspire ve Solidedge tasarım programlarının hareket analizi modülleri ile dişli kutusunun hareket analizleri yapılmıştır. Hesaplamalar ve analiz sonuçlarında temas bölgelerinde meydana gelen kayıplar, oluşan tepki kuvvetleri çıktı olarak alınmıştır. Elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış ve sonuçların paralellik gösterdiği gözlemlenmiştir. Sonuçlar aynı zamanda sürtünmenin kuvvet dağılımını etkilediğini ve sürtünme katsayısındaki  artışın verimde önemli bir düşüşe sebep olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Cycloid gearboxes are gear mechanisms designed for precise motion control. In addition to their advantages such as wide gear ratio range, high efficiency, and small dimensions, they have also high load carrying capacity due to more than one tooth is in contact simultaneously. The basic components of the gearbox are input shaft, cycloid gears, housing, housing pins and output shaft. As a result of its working principle, these components are in contact with each other constantly. Therefore, friction has a significant effect on the efficiency of the cycloid gearbox. In this study, relatively small frictions caused by factors such as sealing elements, bearings and lubrication in cycloid gearboxes are neglected. In addition, the effects of losses on the efficiency are investigated, which are caused by large frictions in the contact areas and play an important role in the efficiency of the gearbox. Within the scope of the study, dimensioning calculations of a cycloid gearbox are made according to the determined design parameters. This followed by designing of a cycloid gearbox in CAD software according to these calculations. The effect of friction in this design is analyzed through the changes in the efficiency of the gearbox and analytical calculations are made for the different friction coefficients determined. Again, using the determined friction coefficients, the motion analysis of the gearbox is made with the motion analysis modules of Altair Inspire and Solidedge design software. In the calculations and analysis results, the losses occurring in the contact areas and the reaction forces are taken as output. The obtained results are compared and observed that they showed parallelism. The results also show that friction affects the force distribution and the increase in friction coefficient causes a significant decrease in efficiency.