Dişli çark mekanizmalarında diş çiftinin yaylanma rijitliğinin sonlu elemanlar metoduyla bulunması
The Calculation of stiffness coefficients of mating gear teeth with finite element method
- Tez No: 100918
- Danışmanlar: DOÇ.DR. SAİT YÜCENUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2000
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
DIŞLI ÇARK MEKANİZMALARINDA DIŞ ÇİFTİNİN YAYLANMA RİJİTLİĞİNİN SONLU ELEMANLAR METODU İLE BULUNMASI ÖZET Bu çalışma kapsamında ilk olarak genel bir dişli tanımı ve sınıflandırılması yapılarak dişli türleri hakkında bilgi verilmiştir. Daha sonra temel dişli geometrisi tanıtılarak genel kavramlar ve bu kavramlar ile ilgili bağıntılar üzerinde durulmuştur. Dişli teması üzerinde durularak kavrama kıtası üzerindeki temas noktalarının yerlerinin bulunması açıklanmıştır. Çalışma içerisinde dişli çark mekanizmalarında temasta olan diş çiftinin elastik şekil değişimi ve yaylanma rij itliklerinin hesabı verilmiştir. Temas noktasının kavrama doğrusu üzerindeki değişik pozisyonları için toplam şekil değişiminin eğilme, kayma, diş kökünde dönme ve temas bölgesindeki değişimden ileri gelen bileşenlerinin hesabı, diş, değişken kesitli bir konsol kiriş kabul edilerek açıklanmıştır. Bu çalışma içerisinde, kavrama kıtası boyunca dişli çiftinin yaylanma rijitlikleri sonlu elemanlar metodu kullanılarak bulunmuştur. Bu amaçla öncelikle dişli profilleri oluşturulmuş, sonra da hem pinyon hem de çark için sonlu elemanlar analizinde kullanılacak dişli kısımları geometrik modelleme programı (I-DEAS) yardımıyla modellenmiştir. Ayrıca kavrama kıtası uzunluğu hesaplanmış, ve kavrama kıtası üzerinde üçü yaklaşma bölgesinde, üçü uzaklaşma bölgesinde ve biri yuvarlanma noktasında olmak üzere toplam yedi noktada pozisyon hesabı yapılmıştır. Bu aşamadan sonra sonlu elemanlar analizi için gerekli elemanların modellenmesi safhasına geçilmiştir. Bunun için elemanları elle oluşturma (manuel meshing) metodu benimsenmiş, önce elemanların kullanacağı noktalar (node) oluşturulmuştur. Üç veya dört kenarlı kabuk (thin shell) elemanlar uygun noktalar seçilerek modellenmiştir. Elde edilen kabuk elemanlara kalınlık verilerek üç boyutlu katı (solid) elemanlar oluşturulmuştur. Dişlerin birbirlerine teması kontak elemanlar yardımı ile tanımlanmıştır. Oluşturulan sonlu eleman modelleri daha önce hesaplanan temas noktalarında pozisyonlandırılarak sonlu eleman analizi gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçları kullanılarak dişlilerin temas noktasındaki yaylanma rijitliği hesaplanmıştır. Yedi ayrı temas noktasında yapılan bu analizler sonucu dişli çiftinin kavrama kıtası boyunca yaylanma rijitliğinin eğrisi elde edilmiştir. Diş genişliğinin lmmolduğu varsayılarak hesap düzlem gerilme durumu için yapılmış, daha sonra genişlik taksimatın beş katından büyük alınarak (20mm) düzlem deformasyon hali elde edilmeye çalışılmıştır. Dişli genişliği arttırılarak temas noktalarında yapılan analizler tekrarlanmış, genişlik artışının yaylanma rijitliğini nasıl değiştirdiği gözlemlenmiştir. Elde edilen analiz sonuçları, teorik yöntemlerle elde edilen sonuçlarla karşılaştınlmıştır. Klasik metodlar yardımıyla elde edilen sonuçlar ile sonlu eleman metodu ile elde edilen sonuçlar birbirleriyle benzerlik göstermiştir. XI
Özet (Çeviri)
THE CALCULATION OF STIFFNESS COEFFICIENTS OF MATING GEAR TEETH WITH FINITE ELEMENT METHOD SUMMARY First of all, a description and classification of the gear mechanism is given in this study. After that, basic gear geometry is introduced by examining general terms and equations about them. Teeth contact is investigated and information about calculating the position of contact points in action line of gear teeth is summarized. With this study, calculation of compliances and stiffness coefficients of mating gear teeth has been given. By assuming the tooth as a non uniform cantilever beam, individual components of the total tooth compliance due to bending, shear, base rotation, and contact deformation have been explained for different contact points on the line of action. Also, a finite element method is developed to find out stiffness coefficients of mating gear teeth. For this, gear tooth profiles are modelled and gear segments that are used by finite element method are modelled using the I-DEAS program. Beside this, the length of the line of action is calculated and positions of seven contact points on the line of action are determined. After this stage, finite element modeling for analysis is started. Manual meshing method is used to generate elements. Initially, nodes, which are used by elements, are generated, then by using them three or four sided thin shell elements are generated. These thin shell elements are transformed to solid brick elements by extrusion. The contact between teeth is modeled using contact elements. Finite elements models that are created are positioned to the previously calculated contact points and finite element analysis is performed. Mating gear teeth stiffness coefficients are calculated using finite element analysis results. After performing analysis at seven different contact points, stiffness graphic is plotted through the line of contact. Tooth thickness is increased from 1mm to 20mm and analysis at seven contact point is performed again. This way, the effect of tooth thickness on stiffness coefficients is observed. Xll
Benzer Tezler
- Silecek sistemlerinde kullanılan dişli çark mekanizmaları için gürültü analizi
The acoustic analysis of the gearbox of the wiper system
MUSTAFA ERDEM KAFALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP PARLAR
- Düz alın dişli çark mekanizmalarında diş çiftinin sönümleme özelliği üzerine bir inceleme
An Investigation on the dynamic properties of tooth pair of spur gear mechanisms
TUĞÇE DARCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAİT YÜCENUR
- Dişli çark mekanizmalarında taksimat hatalarının statik ve dinamik zorlanmaya etkileri
The Effect of pitch errors on static and dynamic stresses for gear mechanisms
ALİ İMRE AYDENİZ
- Ulaştırma alanında kullanılan dişli çark mekanizmalarında diş dibi çatlak hasarının ve derecesinin tespiti için makine öğrenmesi esaslı güvenilir bir izleme yönteminin geliştirilmesi
Development of a reliable condition monitoring method based on machine learning for the detection of root crack and its degree in gear mechanisms used in transportation area
ONUR CAN KALAY
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH KARPAT
- Helisel dişli çark mekanizmalarında tasarım parametrelerinin performansa etkileri
The effects of designing parameters on performance in helical gearwheel mechanisms
FATİH S. NOGAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLTEKİN KARADERE