Dişli çarkların bilgisayar destekli tasarımı

Abstract

Dişli Çarkların Bilgisayar Destekli Tasarımı adlı tez çalışmasında evolvent profile sahip dişli çarkların matematiksel modellenmesi ve sonlu elemanlar yöntemiyle analizi üzerinde durulmuştur. Dişli Çarkların analitik mekaniğini esas alarak dişli profilini tanımlayan ifadeler sunulmuştur. Tez çalışmasında kullanılan matematiksel model Litvin' in vektör yaklaşımını temel almaktadır. Bu metotta ilk olarak dişli çarkı imal eden kremayer tipi kesici takım vektörel olarak ifade edilmiş daha sonra kremayer tipi kesici takım ile imal edilen dişli çarkın arasında koordinat dönüşümü yapılmış, diferansiyel geometri ve dişli ana kanunundan gelen denklemler kullanılarak dişli çark profili hassas olarak ifade edilmiştir. Kavrama açıları eşit olmayan asimetrik diş profili çalışmada göz önüne alınmıştır. Dişli çark matematiksel modelinin bilgisayar ortamına aktarılması MATLAB programlama dili ile yazılan bir program ile gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan programın çıkış dosyaları dişli çarkın geometrisini tayin eden noktaların koordinatları olup .asc formatında CATIA yüzey modelleme programında okunabilen bilen bir yapıdadır. Böylelikle dişli çarkın iki ve üç boyutlu tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan dişli çark ANSYS sonlu eleman analizi programına gönderilmiş ve geliştirilen program farklı tasarım parametreleri için çalıştırılmış kavrama açısının, kremayerin uç radyüsünün ve profil kaydırma faktörünün etkileri incelenmiştir. Sonuçlar karşılaştırılıp yorumlanmıştır. Sonuç olarak, bu çalışmada geliştirilen matematiksel model ve sunulan bilgisayar programı ile kremayer tipi kesici takımın tasarım parametrelerinin imal edilen evolvent düz dişli çark üzerindeki geometrik ve mukavemet açısından etkileri imalattan önce inceleme fırsatını sağlamaktadır.

In this thesis which is called Computer Aided Design of Gears, It is elaborated that mathematical modelling and finite element analysis of involute spur gears. Mathematical equations which is based on analytical mechanics of gears is presented. Mathematical model which is based on Litvin's approach is used in this thesis. In this approach, initially the mathematical equations of rack cutter are derived then using coordinate transformation, differantial geometry and gear theory, the involute gear equations are derived precisely. Asymmetic profile which has different pressure angle is also taken into account. Mathematical equations are transmitted computer field by MATLAB. Prepared program's output files which determine point of one teeth is readed by CATIA. Designed spur gears which have different pressure angle on coast side, different profile shifting and different fillet propoties are analysed by ANSYS. Results are compared and interpretted. Eventully, with developed computer program ensures investigation of effects in view of bending strength and geometry on manufactured spur gear.