MATERYAL VE METOT

Bu çalışmada tasarımı yapılacak olan helis dişli çarkın seçilen tasarım parametreleri ve detay resimleri Şekil 1 ve Tablo 1’de verilmiştir. Dişli çark tasarımı SolidWorks 2010 programı tasarım kitaplığı yardımıyla gerçekleştirilmiştir.Şekil 1. Çalışmada kullanılan helis dişli çark geometrisi ve ölçüleri (Figure 1. Helical gear geometry and dimensions used in the study)Tablo 1. Helis dişli çarkın geometrik değerleri(Table 1. Dimensions of the helical gear)Diş başı çapı 7,4328 cmDiş dibi çapı 6,0826 cmGenişlik 2,0 cmModül 3mmDiş sayısı 22Helis açısı 15°Çalışmamızda oluşturulan helis dişli çark modelleri SolidWorks çizim ve katı modelleme programı yardımıyla tasarım kütüphanesi kullanılarak oluşturulmuş ve oluşturulan modeller Ansys Workbench programına import edilerek gerilme analizleri Ansys Workbench programının Static Structural modunda gerçekleştirilmiştir. Tablo 2’de, dişli çark malzemesi olarak seçilen AISI 1045 çeliğinin mekanik özellikleri verilmiştir.Tablo 2. Dişli çarkın mekanik özellikleri(Table 2. Mecanical properties of the helical gear)
Elastisite Modülü (E) 2.05x1011 (N/m2)Poisson Oranı (υ) 0.29Gerilme Mukavemeti (σ) 6.25x108 (N/m2)
Akma Mukavemeti ( ) 5.3x108 (N/m2)Şekil 2’de gerilme analizi aşamasında kullanılan sınır şartları ve
yüklem durumu gösterilmiştir. Dişli mil yuvası sabit kabul edilmiş veDişli çarklarda meydana gelen hasarın temel nedeni genişlik faktörüdür. Dişli çarkın genişliğini arttırılması ağırlığının artmasına sebep olmakta ve buda mil ve yatak gibi diğer aksamlara zarar verebilmektedir. Bundan dolayı genişlik arttırılırken aynı zamanda gerilmeye daha az maruz olan yüzeylerden mümkün olduğu kadar malzeme boşaltarak ağırlık faktörünün olumsuz etkileri ortadan kaldırılmalıdır. Bundan dolayı çalışmamızda orijinal model ile birlikte toplam 8 farklı helis dişli modeli oluşturulmuştur. Tablo 3 Hde oluşturulan bu modellerin izometrik resimleri, ölçüleri ve ağırlıkları verilmiştir. Maksimum ağırlığa sahip model 0,55 kg ile işlem görmemiş orijinal model iken minimum ağırlığa sahip model 0.33 kg ile 5 nolu modeldir. Tablo 3 de verilen her bir model sonlu elemanlara bölünmüş ve Şekil 2’deki sınır şarları ve yükleme urumuna göre analiz edilmiştir. Şekil 3’de modellerin mesh yapısı verilmiştir. Analizlerde eleman tipi olarak tetrahedrons (üçgen dört yüzlü) kullanılmıştır. Böylece geometriler daha fazla düğüm ve elemana bölünerek gerçekleştirilen analizin daha hassas olması amaçlanmıştır. Tetrahedrons mesh elemanlarının minimum kenar boyu 1 mm olarak seçilmiştir.Analizi gerçekleştirilen modellerin düğüm ve eleman sayıları Tablo 4’de verilmiştir. Tablo 4’den de görüleceği üzere düğüm ve eleman sayısı en yüksek model işlem yapılmamış orijinal modeldir.