4.11 Asimetrik Profilli Dise Sahip Disli Çarklarin Olusturdugu Düz Disli Çark
asimetrik disli çarklara sahip mekanizmanin dis dibi gerilmesi açisindan esdegeri olan profil kaydirmali disli çarklara sahip kaydirmali sifir mekanizmasina ait profil kaydirma oranlari x1=-x2=0,15 belirlenmektedir.
Sekil 4.25 Kaydirmali sifir mekanizmalardan ön yüzey kavrama açisina bagli olarak esdeger mekanizmalarin belirlenmesi (Mekanizma-1, z1 =36)
Sekil 4.26’da sunulan grafiklerde farkli ön yüzey kavrama açisina sahip disli çarklar için dis dibi gerilmesi açisindan esdeger profil kaydirmali disli çarklarin profil kaydirma oranlari çevrim oranina bagli olarak görülebilmektedir. Grafiklerde egrilerin son noktalari sinir sartlarina uygun üst limitlerdir. Bu limit degerleri incelenmesi ile önemli sonuçlara ulasilmaktadir.
Bu grafiklerden ilk göze çarpan sonuç, büyük disli çarkin dis sayisinin artmasi yani çevrim oraninin artmasi ile daha büyük ön yüzey kavrama açili asimetrik profilli dislere sahip disli çark mekanizmalarina dis dibi gerilmesi açisindan esdeger olan kaydirmali sifir disli çark mekanizmalari elde edilebilmesidir. Pinyon ve büyük disli çark arasindaki dis dibi mukavemeti farkinin artmasi ve dolayisiyla büyük disli çarkta negatif profil kaydirma ile artan dis dibi gerilmesinin pinyonun gerilme degerine daha geç ulasmasi bu sonucu ortaya çikaran nedenlerden biridir. Digeri ise mekanizmanin kavrama oraninin artmasidir.
Sekil 4.26 Kaydirmali sifir mekanizmalar ile asimetrik dis lere sahip disli çarklardan olusan disli çark mekanizmalarinin dis dibi gerilmesi açisindan karsilastirilmasi
a) mekanizma 1 b) mekanizma 2 c) mekanizma 3
a)
b)
c)
Pinyonun dis sayisinin artmasiyla önceki sonucun tersine esdegerlik üst siniri düsmekte yani esdegeri bulunabilen asimetrik dise sahip disli çarklarin en büyük ön yüzey kavrama açilari düsmektedir. Bu durum, pinyonun dis sayisinin artmasinin pozitif profil kaydirmanin olumlu etkisini azaltmasi ile açiklanabilmektedir.
Her üç mekanizma için yapilan karsilastirmalarda, ön yüzey kavrama açisi 28ο‘den daha büyük olan asimetrik dise sahip disli çarklar için dis dibi gerilmesi açisindan esdeger profil kaydirmali disli çarklar bulunamamistir. Bu sonuç asimetrik profilli dislere sahip disli çarklardan olusan mekanizmalarin kaydirmali sifir mekanizmalara dis dibi gerilmesi açisindan üstünlügünü ortaya koymaktadir.
Profil kaydirilmis dislilerden olusan kaydirmali sifir mekanizmada en etkin kisit dis dibi gerilmesidir. Pozitif profil kaydirma orani arttikça pinyonda meydana gelen teorik dis dibi gerilmesi azalmakta, buna karsin ayni oranda negatif kaydirma uygulanan disli çarkin dis dibindeki gerilme de artmaktadir. Sekil 4.27’de de K-0 mekanizmada profil kaydirma oranina bagli olarak pinyon ve disli çarkin dis dibi gerilmelerindeki degisimin bir örnegi gösterilmektedir. Bu mekanizmada x1= + 0,275 = -x2 profil kaydirma oranlarinda pinyon ve disli çarkin dis dibi gerilmeleri esitlenmektedir. Bu durum programin bir sinir sarti oldugundan bu noktada programin çalismasi sonlanir.
Sekil 4.27 Mekanizma 1 için pinyon (z1=18) ile dislinin (z2=36) profil kaydirma faktörüne bagli olarak YFa*YS*Yε çarpiminin degisimi
Bir diger karsilastirmada kaydirmali sifir mekanizma yerine kaydirmali mekanizma kullanilarak yeni sonuç lar elde edilmistir (Sekil 4.28). Grafiklerde ön yüzey kavrama açisina karsilik pinyon ve disli çarka paylastirilacak olan toplam profil kaydima orani (x1+x2) sunulmaktadir. Yapilan arastirmada toplam profil kaydirma oranlari DIN 3992’de tavsiye edildigi sekilde 0,6-1,2 arasinda alinmaktadir. Profil kaydirma oraninin disliler arasinda paylastirilmasi DIN 3992’de önerilen denklem kullanilarak program tarafindan yapilmaktadir.
Bu mekanizmalarda eksenler arasi mesafenin degisimi ile yuvarlanma dairesi taksimat dairesinden farkli olacagindan dis kuvvetinin tegetsel bileseni çok az degismektedir. Bu degisim programda hesaplanarak göz önüne alinmistir.
Sekil 4.28’de verilen grafikler incelendiginde kaydirmali sifir mekanizmanin tersine büyük dis li çarkin dis sayisinin artmasi (çevrim oraninin artmasi) ile daha küçük ön yüzey kavrama açisina sahip asimetrik disli çarklara dis dibi gerilmesi açisindan esdeger profil kaydirmali disli çarklar elde edilebilmektedir. Bunun nedeni büyük dis sayilarina sahip disli çarklarda profil kaydirma faktörü arttikça, dis form faktörünün (YFa) bir sinirdan sonra artmaya baslamasidir. Pinyonun dis sayisinin artmasiyla ise esdegerlik üst siniri kaydirmali sifir mekanizmada oldugu gibi düsmektedir.
Kaydirmali mekanizmalarda, kaydirmali sifir mekanizmalara oranla daha büyük ön yüzey kavrama açisina sahip disli çarklara esdeger profil kaydirmali disli çarklar bulunabilmektedir. Kaydirmali sifir mekanizmalar ile profil açilari en fazla αc=20ο ve αd≅28ο olan asimetrik dise sahip disli çarklara verilen sinir sartlarina uygun olarak esdeger profil kaydirmali disli çarklar bulunabilmektedir. Kaydirmali mekanizmalarla yapilan karsilastirmalarda gerilme açisindan esdegeri bulunabilen asimetrik dise sahip disli çarklarin en büyük ön yüzey kavrama açisi αd≅30ο olmustur. Örnegin; z1=18, z2=36 için yapilan örnek çözümde x1≅0,5, x2≅0,5 profil kaydirma oranlarina sahip disli çark mekanizmasi, ön yüzey kavrama açisi αd=29,8ο olan asimetrik dise sahip disli çarklardan meydana gelen mekanizmaya dis dibi gerilmesi açisindan esdeger olarak bulunmustur. Ancak kaydirmali mekanizmalarda disli çark mekanizmasinin eksenler arasi mesafesinin degistigi, bu sonuçlardan yararlanan tasarimcilar tarafindan göz ardi edilmemelidir.
Figure 4.28 Asimetrik profilli disler esdeger profil kaydirmali dislilerin bulunmasi a) mekanizma 1 b) mekanizma 2 c) mekanizma 3
b) a)
c)
Asimetrik profilli dise sahip disli çarklarda ön yüzeydeki kavrama açisi, kavrama orani ve dis basi sivrilmesi kisitlari göz önüne alindiginda, 39-40ο’ye kadar seçilebilmektedir. Elde edilen teorik sonuçlar incelendiginde esdegerleri bulunabilen asimetrik profilli dise sahip disli çarklarin ön yüzey kavrama açilari 40ο civarina yaklasamamaktadir. Bu sonuç, asimetrik profilli dislere sahip disli çarklarin dis dibi gerilmesi açisindan profil kaydirmali dislilerden daha üstün olabildigini göstermektedir.
Önceki bölümde önemli disli parametrelerinden biri olan takim radyusunun asimetrik profilli dislerin dis dibi gerilmelerini nasil etkiledigi incelenmis ve takim radyusunun artmasi ile dis dibi gerilmelerinde azalma gerçeklestigi bulunmustu. Bu bölümde gerçeklestirilen karsilastirma sonuçlarinin takim radyusunun degisimi ile nasil degistigi Sekil 4.29’da sunulan grafiksel sonuçlar ile incelenmistir. Bu örnekte 0,25mn, 0,30mn, 0,35mn ve 0,375mn degerlerine sahip takim radyuslari kullanilmistir.
Sekil 4.29 Takim radyusunun dis dibi esdegerligine etkisi (Mekanizma-1, z2 =36 ve kaydirmali sifir mekanizma için)
Takim radyusunun artmasi sonucunda öncekine göre daha büyük ön yüzey kavrama açili asimetrik dise sahip disli çarklarin dis dibi gerilmesi açisindan esdegerleri bulunabilmektedir. Bununla birlikte ayni ön yüzey kavrama açisina sahip asimetrik disli çarklara esdeger olarak bulunan profil kaydirmali dislilerin profil kaydirma orani daha küçük olmaktadir. Sonuç olarak takim radyusunun artmasi karsilastirmada profil kaydirilmis disli çarklarin lehine olmaktadir.
4.12 Asimetrik Profilli Dislere Sahip Düz Disli Çarklarin Dinamik Yüklerinin