Investigation of asymmetric gear tooth bending stress formulation
Asimetrik dişlinin eğilme gerilmesi formülasyonunun incelenmesi
- Tez No: 505152
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN AKKÖK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 215
Özet
Asimetrik dişli, bir dişin sağ ve sol yanağında farklı basınç açısına ve temel dairesine sahip olan dişlidir. İç ve dış simetrik düz dişlilerin eğilme gerilimlerini hesaplayan uluslararası standartlar olmasına rağmen, iç ve dış asimetrik düz dişlilerin eğilme gerilmelerini hesaplayan bir standart bulunmamaktadır. Bu tezin ana gayesi, iç ve dış asimetrik düz dişlilerin eğilme gerilmelerini belirlemektir. Bir dişin kritik eğilme gerilmesi kesitindeki et kalınlığı hem süren hem de diğer yanağın bu kesitteki et kalınlıkları toplamına eşittir ve bu et kalınlıkları simetrik bir dişin aksine asimetrik bir dişte eşit değildir. Öyleyse, asimetrik bir dişlinin eğilme gerilmesi simetrik bir dişlinin eğilme gerilmesi ile aynı hesaplanamaz. Bu yüzden iç ve dış asimetrik düz dişlilerin eğilme gerilmeleri formüle edilmelidir. Bu tezde, hem iç hem de dış asimetrik düz dişlilerin eğilme gerilmelerini belirlemek için ISO B metodu modifiye edilir. Bu metoda göre dişlinin çalışan yanakların kritik eğilme kesitindeki tanjant açısı iç ve dış dişliler için sırasıyla 30° ve 60° iken, çalışmayan yanakların kritik eğilme kesitindeki tanjant açıları bu yanakların diş dibi radyuslarının elde edilme kinematikleri kullanılarak hesaplanır. Bu tezde, modifiye edilmiş ISO metodunun analitik sonuçları sonlu eleman analizleri ile doğrulanır. Sonlu eleman analizleri yapabilmek ve kritik eğilme gerilmesi kesitlerini belirleyebilmek için, hem iç hem dış dişlilerin detaylı geometri çalışmaları gerçekleştirilir. Bu çalışmalarda, sırasıyla iç ve dış asimetrik düz dişlileri elde etmek için kremayer ve pinyon şekilli planya kesicileri kullanılır. Dış asimetrik düz dişliler için hesaplanan eğilme gerilimleri yük altında çalışan yanağın basınç açısı arttıkça artmaktadır. Bu dişlinin eğilme gerilimine karşı mukavemetini artırır. Düşük diş sayılarında analitik metodda hesaplanan maksimum eğilme gerilimleri, sonlu elaman analizlerine göre %5 az gelmektedir. Yüksek diş sayılarında ise bu fark %10 civarına çıkmaktadır. İç asimetrik dişliler için hesaplanan eğilme gerilimleri, yük altında çalışan yanağın basınç açısı arttıkça sadece yük altında çalışmayan yanağın 20°'den düşük basınç açısına sahip olması durumunda azalmaktadır. Hem yük altında çalışan hem de yüke maruz kalmayan yanaklarda 20°'den daha yüksek basınç açıları için, modifiye ISO metoduna göre hesap edilen eğilme gerilimleri, sonlu elaman analizlerine göre %5 farrklılık göstermektedir. Ama her iki yanak için de 20°'den daha düşük basınç açıları için, bu fark %15 civarına çıkmaktadır. Sonuç olarak, iç ve dış asimetrik düz dişliler için modifiye edilen ISO metodları, iç ve dış simetrik düz dişliler için var olan standart ISO metodları kadar iyi sonuçlar vermektedir.
Özet (Çeviri)
An asymmetric gear has different pressure angle and base radius for the drive and coast side tooth flanks. A standard is not available to determine the bending stresses of external and internal asymmetric spur gears, although there are international standards to determine the bending stresses of external and internal symmetric spur gears. The main objective of this thesis is to determine the bending stresses of the external and internal asymmetric spur gears. The tooth thickness of a gear tooth at the critical bending stress section is summation of both drive and coast side tooth thicknesses. These thicknesses are not same for an asymmetric gear tooth contrary to a symmetric gear tooth. Then, the bending stress of an asymmetric gear tooth cannot be calculated same with a symmetric gear tooth. Therefore, the bending stresses of external and internal asymmetric spur gears shall be formulated. In this thesis, ISO B methodology is modified to determine both external and internal asymmetric spur gear bending stresses. In this method, although the drive side tangent angle at the critical section is equal to 30° and 60° for external and internal asymmetric spur gears, respectively, the coast side tangent angles at their critical sections are calculated by using the kinematics of the generations of the gear coast side root fillets. In this thesis, the analytical results of the modified ISO method are verified by FEA works. In order to do FEA works and determine the critical bending stress sections, detailed geometry studies of both of external and internal asymmetric spur gears are carried out. In these studies, an asymmetric rack-cutter and pinion type shaper cutter are used to generate the external and internal asymmetric spur gears, respectively. For the external asymmetric spur gears, the calculated bending stress decreases with an increase in drive side pressure angle. This enables to enhance the bending strength of the gear tooth. The maximum bending stress calculated in analytical method is %5 lower than FEA results for low number of teeth and that increases to %10 for high number of teeth. For the internal asymmetric spur gears, the calculated bending stress decreases with an increase in drive side pressure angle only for low coast side pressure angle smaller than 20°. The bending stresses of the modified ISO method are about % 5 different than the results of the FEA for drive and coast side pressure angles larger than 20°, but the percentage difference increases to % 15 for low drive and coast side pressure angles smaller than 20° (for example for 16°). As a result, the modified ISO methods for external and internal asymmetric spur gears give as accurate results as the standard ISO methods for external and internal symmetric spur gears.
Benzer Tezler
- Asimetrik düz dişli çarkların eğilme gerilmeleri altında yorulma performansının deneysel olarak incelenmesi
Investigation of the experimental fatigue performance of the asymmetric spur gears under bending stress
SEYİT MEHMET DEMET
Doktora
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ SERHAT ERSOYOĞLU
- Dişli çarklarda yük taşıma kabiliyetinin ve diş gibi gerilmelerinin incelenmesi
Investigation of root stresses and fatique strength of spur gears
MUZAFFER ERTEN
- Dişli çarklarda kırılma davranışının deneysel incelenmesi
Experimental investigation of gear crack behavior
HASAN ALİ CİVELEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH KARPAT
- Para politikası şoklarının hâsıla ve fiyat düzeyi üzerindeki asimetrik etkileri: Orta Asya ve Balkan ülkeleri uygulaması
Monetary policy shocks' asymmetric effects on output and price: Central Asia and Balkan States application
KEVSER BİÇİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BankacılıkBaşkent ÜniversitesiBankacılık ve Finans Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR SUNAL
- Çeşitli alkil aril fosfor liganların hazırlanması ve bunların metal organik reaksiyonlarının incelenmesi
Preparation of various alkyl aryl phosphorous ligand and investigation of metal organic reaction of them
HÜSEYİN EREN