Dişli çarklarda kırılma davranışının deneysel incelenmesi

Abstract

Dişli çarklar günümüzde teknolojinin gün geçtikçe ilerlemesine rağmen halen en yaygın kullanılmakta olan güç aktarım elemanlarıdır. Farklı boyut, form ve malzemelerden imalatı mümkün olduğundan otomotiv, iş makinaları, havacılık, denizcilik, uzay, savunma sanayi gibi birçok sektörde kullanılabilmektedir. Gün geçtikçe teknolojinin de ilerlemesi göz önünde bulundurulacak olursa bu sektörlerde moment, hız ve güç ihtiyacı artış göstermektedir. Bu parametrelerin artması sonucu dişli çarklar üzerindeki dinamik yüklerin de artması söz konusudur. Bu sebeple dişli çarkların tasarımı yapılırken, çalışma esnasında maruz kaldığı darbeler göz önünde bulundurularak darbe direnci dikkatlice belirlenmelidir. Bu çalışmada, dişli çarklar üzerindeki darbe yüklerini belirlemek için deneysel bir yöntem uygulanmıştır. Deneyler, bu yöntem için tasarlanmış ve üretilmiş olan özel bir dişli darbe test düzeneğinde yapılmıştır. Darbe test düzeneği çalışma prensibi, belirlenebilir bir yükün, belirlenebilir bir yükseklikten, sabitlenmiş dişli çarkın dişi üzerine bırakılması şeklindedir. Bu işlem sonucunda dişli çarkın dişinin kırılması olayı gerçekleşmektedir. Özel bir cihaz yardımı ile kırılma esnasındaki oluşan kuvvet, ivmelenme ve deplasman değerleri ölçülmektedir. Bu çalışmada simetrik ve asimetrik olmak üzere iki ayrı formdaki evolvent dişli çarklar üzerinde deney yapılmış olup diş formunun darbe yüklerine olan etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak asimetrik evolvent dişli çarkların, simetrik evolvent dişli çarklara göre daha yüksek darbe dayanımı olduğu belirlenmiştir. Aynı zamanda, bu çalışma 118 M 810 numaralı “Standart ve Asimetrik Profilli Dişlilerin Darbe Dayanımlarının Deneysel Olarak İncelenmesi” isimli TÜBİTAK projesi kapsamında gerçekleştirilmiştir.

Gear wheels are still the most widely used power transmission elements in spite of the progress of technology. Since it is possible to manufacture different sizes, forms and materials, it can be used in many sectors such as automotive, construction machinery, aviation, maritime, space, defence industry. Considering the progress of technology, the need for moment, speed and power increases in these sectors. As a result of these parameters, dynamic loads on the gears are also increased. For this reason, when designing the gear wheels, the impact resistance should be carefully determined by considering the impacts during operation. In this study, an experimental method was used to determine the impact loads on the gears. The tests were carried out in a special threaded impact tester designed and manufactured for this method. The operating principle of the impact tester designed and manufactured for this method. The operating principle of the impact tester is such that a detectable load is deposited from a detectable height onto the tooth of the fixed gear wheel. As a result of this process, the event of tooth breaking of the gear wheel occurs. The force, acceleration and displacement values during fracture are measured with a special device. In this study, the effects of tooth from on impact loads were investigated on two different gears, symmetrical and asymmetrical. As a result, it is determined that asymmetric gears have higher impact resistance than symmetric gears. At the same time, this study was carried out within the scope of TÜBİTAK project titled “Experimental Investigation of Impact Strength of Standard and Asymmetric Profile Gears” numbered 118 M 810.