Üç kademeli helisel dişli kutusu için sonlu elemanlar yöntemi ile gerilme analizi
Stress analysis with finite element method for a three-stage helical gearbox
- Tez No: 1011165
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZDEŞ ÇERMİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, üç kademeli bir helisel dişli kutusu sisteminin yapısal bütünlüğü ve dinamik karakteristikleri, farklı sementasyon çelikleri (16MnCr5 ve 20MnCr5) özelinde karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Güç iletim sistemlerinde malzeme seçiminin mekanik performans üzerindeki etkisini saptamak amacıyla, sistemin üç boyutlu geometrisi üzerinden Sonlu Elemanlar Analizi (FEA) tabanlı bir simülasyon modeli oluşturulmuştur. Çalışma kapsamında ilk olarak, analitik hesaplamalarla doğrulanmış Mesh (ağ) yapısı kullanılarak statik yapısal analizler gerçekleştirilmiştir. Nominal yükleme koşulları altında yapılan analizler neticesinde; 20MnCr5 alaşımının yüksek rijitliği sayesinde 16MnCr5'e oranla yaklaşık %40 daha düşük toplam deformasyon sergilediği, ancak yerel gerilme yığılmaları (Von-Mises) açısından daha kritik değerlere ulaştığı saptanmıştır. 16MnCr5 malzemesinin ise sünek yapısı sayesinde gerilmeyi diş yüzeyi boyunca daha homojen dağıttığı gözlemlenmiştir. Tezin ikinci aşamasında, tasarımın operasyonel devirlerdeki rezonans güvenliğini belirlemek üzere modal analizler yürütülmüştür. Analiz sonuçları, malzeme değişiminin sistemin doğal frekansları üzerinde yaklaşık %2,52 oranında bir kaymaya neden olduğunu ve 20MnCr5'in yüksek rijitliğinin doğal frekans spektrumunu yukarı yönlü ötelediğini doğrulamıştır. Elde edilen bulgular, ağır hizmet tipi dişli kutularında 20MnCr5'in kapasite avantajına karşın, dinamik darbe sönümleme ve yorulma direnci odaklı tasarımlarda 16MnCr5'in daha rasyonel bir seçenek olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, the structural integrity and dynamic characteristics of a three-stage helical gearbox system were comparatively investigated using different case-hardening steels (16MnCr5 and 20MnCr5). To determine the effect of material selection on mechanical performance in power transmission systems, a Finite Element Analysis (FEA) based simulation model was developed using the system's three-dimensional geometry. In the first phase of the study, static structural analyses were performed using the Mesh structure, which was validated through analytical calculations. The results under nominal loading conditions showed that 20MnCr5 alloy exhibited approximately 40% lower total deformation compared to 16MnCr5 due to its higher stiffness, yet reached more critical values in terms of local stress concentrations (Von-Mises). Conversely, 16MnCr5 was observed to distribute stress more homogeneously across the gear surface due to its ductile structure. In the second stage of the thesis, modal analyses were conducted to determine the resonance safety of the design at operational speeds. The results confirmed that material changes caused a shift of approximately 2.52% in the natural frequencies of the system, with the higher stiffness of 20MnCr5 shifting the natural frequency spectrum upward. The findings demonstrate that while 20MnCr5 offers a capacity advantage in heavy-duty gearboxes, 16MnCr5 is a more rational option for designs focused on dynamic shock absorption and fatigue resistance.
Benzer Tezler
- Bilgisayar yardımı ile dişli kutusu elemanlarının tasarımı ve güvenilirlik analizi
Computer aided design and the raliability analysis of gear trains elements
KERİM ÇETİNKAYA
Doktora
Türkçe
1995
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. BEDRİ TUNÇ
- Helisel dişli çiftlerinin bilgisayar yardımı ile analizi
Computer aided analysis of double helical gears
HATİCE ÖZARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Makine MühendisliğiZonguldak Karaelmas ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SADRİ ŞENSOY
- Üç kanatlı helisel Savonius rüzgâr türbinlerinin aerodinamik performansına merkezden kaçıklığın ve faz açısının etkisi
The effect of off-center and phase angle on aerodynamic performance of three-bladed helical Savonius wind turbines
MERNUŞ GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM ALIÇ
- Üç kademeli tek etkili pistonlu kompresörün dinamik analizi
Dynamic analysis of a three stage single stage reciprocating compressor
SİNAN PİŞİRİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMİH SEZER
- Kademeli 2-normlu uzaylarda üç indisli diziler için lacunary istatistiksel yakınsaklık
Lacunary statistical convergence of triple sequences in gradual 2-normed spaces
GÜLSÜM DERMENCİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
MatematikBurdur Mehmet Akif Ersoy ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ IŞIL AÇIK DEMİRCİ