Üç Kademeli Reduktor Tasarımı

Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025

1

Proje Adı:3 kademeli Helisel Dişli Redüktör Tasarımı

Ufuk ÇOBAN 2007485019

E.Melih EREZ 2006508025

Proje kodu:


2

İçindekiler

1)Redüktör tanıtımı ………………………………………………………………………….. 2

2)Redüktörün farklı açılardan gösterimi…………………………………………….……….. 3-8

3)Tasarlanan redüktörün özelikleri…..………………………………………………………. 9

4) Çevrim oranının belirlenmesi…..…………………………………………………………… 10

5)Hata tespiti ve moment değişimi..…………………………………………………………… 11

6)1. kademe hesabı ve boyutlandırılması …………………………………………………….. 12-13

7) 2. kademe hesabı ve boyutlandırılması …………………………………………………….. 14-16

8) 3. kademe hesabı ve boyutlandırılması …………………………………………………….. 17-18

9) Dış kuvvetlerin hesabı ………………. …………………………………………………….. 19-20

10) Mil çapı hesab ve moment diyagramları………………………………….………………. 21-33

11) Yatak seçimi …………………………..………………………………….………………. 34-37

12) Kama kontrolü …………………………..………………………………….…………… 38-39

13) Çıkış mili rulmanı ANSYS analizi ve sonuçları …………………………………………… 40-52

14)Kaynakça……………………………………………………………………………………… 53


3

REDÜKTÖR TANITIMI

Redüktörler vites kutularıyla birlikte dişli çark sistemlerinden paralel dişli dizilerinin bir

elemanıdır.Konstrüktif bakımdan redüktörler, gövde içine yerleştirilmiş dişli çarklar, miller, yataklar v.s.

gibi elemanlardan oluşan sistemlerdir. Akademik olarak tanımı:Elektrik Motorlarının yüksek dönüş

hızlarını makineler için gerekli olan dönüş hızlarına düşürmek için dizayn edilen sistemleridir.

1)Çeşitli konumlarda bulunan miller arasında hareket ve güç iletmek,

2)Çeşitli dönme yönleri elde etmek,

3)Küçük bir hacimde büyük bir çevrim oranı elde etmek,

4)İki döndürülen elemandan oluşan sistemlerde bu iki eleman arasında hareket bakımından bağımsızlık

sağlamak.

Redüktörlerde önemli parametreler tüm dişli sistemlerinde olduğu gibi redüktörlerde de çevrim

oranı ile beraber dönme yönü de önemlidir.Bu bakımdan döndüren ve döndürülen elemanların dönme

yönleri birbirine göre ters olduğu durumda (-) işareti, aynı yönde olduğu durumda (+) işareti ile gösterilir.

Redüktörlerde sistemi oluşturan herhangi bir dişlinin diş sayısı çevrim oranını etkiler.Bu kural tüm

paralel dişli dizileri için geçerlidir.İki dişliden oluşan bir mekanizma birey olarak kabul edilirse,

redüktörü oluşturan mekanizmaların sayısı, hızın kaç kez değiştiğini yani redüktörün kademelerini

gösterir.

Dişli çarklar dönen bir milden diğer mile momentle hareketi iletirler. Dişliler eksenleri paralel

olacağı gibi eksenleri kesişebilir. Dişli çarklar çevrim oranı ( i ) > 1 ise hız azaltıcı yani redüktör, çevrim

oranı ( i ) < 1 ise hız azaltıcı, eğer çevrim oranı ( i ) = 1 ise sadece hareketi iletirler.

Tahrik edilen makinenin karakteristik özellikleri çok iyi bilinirse uygun Redüktör seçimi

yapılabilir. Redüktörlerde kullanılan yağların belli bir kalitede olması gerekmektedir. Redüktörde

bulunan parçalar belli bir zaman sonunda sökülüp bakımı yapıldıktan sonra temizlenerek montajı

yapılmalıdır.

Redüktör A tipi a=140 b=166 c=157 mm uzunluğunda olan 0.17 PS gücünde 1500 d/dak giriş

devrinde 31,5 d/dak çıkış devrine sahiptir . Dişli kutusu gövdesi dökme demirden imal edilecektir.


4

Şekil 1 İsometric Görünüş


5

Şekil 2:İsometrik görünüş


6

Şekil 3:Üst görünüş


7

Şekil 4:Ön görünüş


8

Şekil 5:Yan görünüş


9

Şekil 6:Saydam bakış


10

Tasarlanan Redüktörün Özellikleri

1 . VERİLEN BİLGİLER VERİLENLER= Giriş gücü = Pgiriş = 0,17 PS Kademe sayısı = 3 Giriş mil devri = ng = 1500 devir/dakika 1.Kademe dişli tipi = Helisel dişli çark Çıkış mil devri = nç = 31,5 devir/dakika 2.Kademe dişli tipi = Helisel dişli çark 3,Kademe dişli tipi = Helisel dişli çark

BAŞLANGIÇ İÇİN SEÇİLEN BİLGİLER Birinci kademe dişlilerin malzemesi : C45 (Islah çelikleri ) İkinci kademe dişlilerin malzemesi : C45 (Islah çelikleri ) Üçüncü kademe dişlilerin malzemesi: C45 (Islah çelikleri ) Kademelerin helisel dişlilerin verimi = = 0,98

Gövde tipi

En B

üyük

Boy

ut a

b

c

A 140 (mm)

166(mm)

157(mm)


11

Çevrim oranının belirlenmesi: Toplam Çevrim Oranı İtop=ngiris/nçıkış= 1500/31,5= 47,6

İtop= i1.i2.i3

Çevrim orani 30 dan büyük olduğundan 3 kademeli redüktör tasarımı yapılır.

Şekil 7:Çevrim oranı grafiği 4,75<i1<5,75 3,75<i2<4 Aralığından seçilmelidir. Buna göre boyutlar göz önüne alınarak i1=4,5 i2=3,5 i3=3,02 seçildi.

Gerçek Çevrim Oranı Tayini

264,1564

zz)(i

1

2gerçek12 6,3

1554

zz)(i

3

4gerçek34 13,3

1547

zz)(i

5

6gerçek56


12

4802,36,326,4)(i gerçektop

Hata Tespiti

yüzdesi hata edilebiler kabul %3 %0,8410047,6

486,47100)(i

)(i)(ihata

teotop

gerçtopteotop0

0

Devir sayıları hesabı: Mb(Nm) P n1 n2 n3 n4 n5 n6 0,81169333 0,17 1500 352,1127 352,1127 97,80908 97,80908 31,24891 Moment hesabı: M1(kpmm) M2 M3 M4 M5 M6 81,1693333 338,8657 338,8657 1195,518 1195,518 3667,133

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

1 2 3 4 5 6

Moment Değişimi3500

Mom

ent

Çevrim Oranı


13

Birinci Kademe Hesabı Dişli malzemesi olarak C 45 ( su verilmiş ıslah çeliği) seçildi. C 45 çeliğinin seçilme nedeni tasarlanacak redüktör için mukavemet ve ekonomik yönden uygun olmasıdır. Dişli malzemesi sertleştirilmiş olduğu için mukavemet hesabı eğilmeye göre yapılır.

3

em

02

Bkn σzλ

βcoscMq2m

qk – form faktörü qk =2 (ötelemesiz dişlilerin ilk hesabında alınabilir.)

CB - işletme faktörü CB = 1,75 ( Cetvel 55)

Tahrik Şekli: Elektrik Motoru

Tahrik Edilen Makine Tipi: Çok Darbeli

λ - diş genişliği faktörü λ = 25 ( Cetvel 56)

Dişin Yapım Yöntemi: Frezede açılmış veya traşlanmış, taşlanmış Dişlinin Yataklanması: Dişli kutusu

gövdesine iyi yataklanmış

βo - helis açısı βo = 20° seçildi.

z1 2 . Kademe pinyon dişlinin diş sayısı z1 =15 seçildi.

σem = σDSG / 1,5 σDSG = 16 (kp /mm2 ) yapı mukavemeti

σem= 16 /1,5= 10,667kp/mm2

,nP*7162= M

kpmm 81,16[Nm] 0,8116915000,17*7162M1

3

em

02

Bkn1 σzλ

βcoscMq2m (1.kademinin modülü)

seçildi. 1m 0,500510,1661525

20cos281,1622m n132

n1 (Dişli çark Standart Modülleri)

seçildi. diş 6496326415112 ,,izz


14

Birinci Kademe Boyutlandırma Bölüm dairesi çapı Pinyon

mm,βmzd 9615

20cos115

cos 0

1110

Çark

mm,βmzd 1068

20cos164

cos 0

2220

Diş Başı dairesi çapı Pinyon

mm,,)x(dd ok 9617129615112 111 Çark

mm,,)x(dd ok 1070121068112 222 Diş dibi dairesi çapı Pinyon

mm,),(,)mx(hdd nkwf 46131251296152 1011 Çark

mm,)x,.(-,)mx(hdd nkwf 10701251210682 1011

Alın Kavrama Açısı

0,3695rad21,17cos20tan20

cosβtanα

tanα0

soso

İşletme kavrama açısı

soevsbsono21

21sb ev ; evαtanα

zzxx2evα


15

sosb Yuvarlanma dairesi çapı→Bölüm dairesi çapı Aks aralığı

mm 42268,1015,9

2dd

a o2o10

Diş başı boşluğu:

mm,,,,dd

aS fkk 250

2606596170342

221

Normal kesitte bolum dairesi üzerinde diş kalınlığı: Pinyon ve Çark

211 5712

12 nono S mm ,ππmS

Alın dairesi üzerinde diş kalınlığı Pinyon:

mm 67,120cos

57,1cos 0

11

noso

SS

Çark :

mm 67,120cos

57,1cos 0

22

noso

SS

Diş genişliği: Pinyon→ mmxmλb 12112 Çark→ mm- 9312 İkinci Kademe Hesabı Dişli malzemesi olarak C 45 ( su verilmiş ıslah çeliği) seçildi. C 45 çeliğinin seçilme nedeni tasarlanacak redüktör için mukavemet ve ekonomik yönden uygun olmasıdır. Dişli malzemesi sertleştirilmiş olduğu için mukavemet hesabı eğilmeye göre yapılır.

3

em

02

Bkn σzλ

βcoscMq2m


16






Dişin Yapım Yöntemi: Frezede açılmış veya tıraşlanmış, taşlanmış Dişlinin Yataklanması: Dişli kutusu



z3 2. Kademe pinyon dişlinin diş sayısı z3 =15 seçildi.


σem= 16 /1,5= 10,667kp/mm2

112 ıMM

322 8633826498016817162 M kpmm M,,,,, MnP*M =

cos2

3

3

02

32

em

Bkn σzλ

βcMqm (2.kademinin modülü)

seçildi. 1m 0,500510,1661525

20cos2338,8622m n232


seçildi. diş 54546,315234 izz İkinci Kademe Boyutlandırma Bölüm dairesi çapı Pinyon

mm,βmzd 9615

20cos115

cos 0

3330

Çark

mm,βmzd 4657

20cos154

cos 0

4440



17

mm,,)x(dd ok 9617129615112 333 Çark

mm,,)x(dd ok 4659124657112 444 Diş dibi dairesi çapı Pinyon

mm,),(,)mx(hdd nkwf 46131251296152 3033 Çark

mm,)x,.(-,)mx(hdd nkwf 96551251246572 4044 Alın Kavrama Açısı

rad,,βαα so

so 36950172120cos20tan

costan

tan0

İşletme kavrama açısı (Öteleme)

sosbsonosb evα ; evαevααzzxxevα tan2

43

43

mmxx

xx

mmzzevevxx

ev

ev

evev

ramaaçıamişşletmeka

αααα

o

ob

bbb

b

o

b

275,00

275,0

275,0)5415(20tan2

014904,0017812174,0)(tan2

017812,0tan

014904,0180

202020tan)20(

)20(20tan5415

37714,362

)(18,21'

932,0'cos'cos')cos(

37,714,36

4

3

43

4343

0

0

00

00

Yuvarlanma dairesi çapı→Bölüm dairesi çapı Aks aralığı

mm,,,dda oo 714362

465796152

4302 =37 mm kabul edildi.


18


mm,,ddaS fk

k 2502

96,549617714,362

4302


423 5712

12 nono S mm ,ππmS

Diş genişliği: Pinyon→ mmxmλb 12115 Çark→ mm- 12315 Üçüncü Kademe Hesabı Dişli malzemesi olarak C 45 ( su verilmiş ıslah çeliği) seçildi. C 45 çeliğinin seçilme nedeni tasarlanacak redüktör için mukavemet ve ekonomik yönden uygun olmasıdır. Dişli malzemesi sertleştirilmiş olduğu için mukavemet hesabı eğilmeye göre yapılır.

3

em

02

Bkn σzλ

βcoscMq2m






Dişin Yapım Yöntemi: Frezede açılmış veya tıraşlanmış, taşlanmış Dişlinin Yataklanması: Dişli kutusu



z5 3. Kademe pinyon dişlinin diş sayısı z5 =15 seçildi.


σem= 16 /1,5= 10,667kp/mm2


19

234 ıMM

544 518,11956,398086,3387162 M kpmm M,, MnP*M =

cos2

3

5

02

53

em

Bkn σzλ

βcMqm (3.kademinin modülü)

seçildi. 1,5m 1,2210,1661525

20cos21195,51822m n332


seçildi. diş 4795,4613,315356 izz Üçüncü Kademe Boyutlandırma Bölüm dairesi çapı Pinyon

mmβmzd 94,23

20cos5,115

cos 0

3550

Çark

mmβmzd 02,75

20cos5,147

cos 0

3660


mm)x(dd ok 94,265,1294,2315,12 555 Çark

mm)x(dd ok 02,785,1202,755,15,12 666 Diş dibi dairesi çapı Pinyon

mm),(,)mx(hdd nkwf 19,205,1251296152 35055 Çark

mm)x,.(-)mx(hdd nkwf 27,715,1251202,752 36066 Alın Kavrama Açısı


20

rad,,βαα so

so 36950172120cos20tan

costan

tan0

İşletme kavrama açısı

sosbsonosb evα ; evαevααzzxxevα tan2

65

65

sosb αα Yuvarlanma dairesi çapı→Bölüm dairesi çapı Aks aralığı

mm,,,dda oo 5492

027596152

6503


mm,dd

aS fkk 3750

227,7194,265,49

265

03


534 35,22

5,12 nono S mm ππmS

Diş genişliği: Pinyon→ mmxmλb 5,225,115 Çark→ mm- 205,25,22

do1 do2 dk1 dk2 df1 df2 a0 sk Diş

boşluğu b (Diş genişliği)(mm) 15,9626068 68,10712 17,96261 70,10712 13,46261 65,60712 42,03486 0,25 25


boşluğu b (Diş genişliği)(mm) 15,9626068 57,46538 17,96261 59,46538 13,46261 54,96538 36,714 0,25 25


boşluğu b (Diş genişliği)(mm) 23,9439102 75,02425 26,94391 78,02425 20,19391 71,27425 49,48408 0,375 37,5 Diş kuvvetlerin hesaplanması:


21

Teğetsel kuvvetler:Pinyonda dönüş yönüne ters yönde ,çarkta ise dönüş yönündedir.

Radyal kuvvetler:Radyal kuvvetlerin yönleri iki dişlinin temas noktasından merkezlerine doğrudur.

Eksenel kuvvetler:Pinyon sağ helis ise sağ elimizi parmaklarımız dönüş yönünü gösterecek şekilde

pinyonun alın yüzeyine koyarız .Baş parmağımız pinyona gelen eksenel kuvvetin yönünü gösterir.Sol

helis pinyon için aynı işlem sol el ile yapılır.Çarka gelen kuvvetler pinyonun tersidir.

1. kademe Diş Kuvvetlerini Bulunması :

daN,FF daN ; ,,

,dMF tt

dt 959959

10688633822

210

1

daNF daN,,β

)(αFF rno

tr 85,3F; 85320cos20tan959

costan

2r10

11

daN,F daN; F,,βFF aata 62362320tan959tan 21011


daNFF daN ; d

MF ttd

t 6,416,4146,57

518,11952243

043

daNF daNβ

)(αFF rno

tr 16,11F; 11,1620cos20tan6,41

costan

4r30

33

daNF daN; FβFF aata 14,1514,1520tan6,41tan 43033


daNFF daN ; d

MF ttd

t 75,9775,9702,75

7,36662265

065

daNF daNβ

)(αFF rno

tr 86,37F; 86,3720cos20tan75,97

costan

6r50

55

daNFdaN; FβFF aata 58,35 58,3520tan75,97tan 65055


22

Ft1 (daN) Ft2 Ft3 9,95096318 41,60829 97,7586 Fr1 Fr2 Fr3 3,85429597 16,1161 37,86473 Fa1 Fa2 Fa3 3,62185358 15,14418 35,58121 Mil çapı hesabında kullanılan formüller: Miller Sodernberg prensibine göre aşağıdaki formüller kullanılarak hesaplanacaktır. Statik yükleme

5,1d , )(32kabul3 2

122

statikBEAK

dMMsd

Dinamik zorlanma (yorulma) için

)()(32321

22

D

B

AK

E MMsd

Sürekli mukavemet sınırı;

fedgbyDD kkkkkk''

Giriş mili(1.mil )Boyutlandırılması z-y düzlemi

daN dan BM yA 46,50

daN, dan AF yy 0250 z-x düzlemi

daN dan BM xA 11,20

daN dan AF xX 2,00


23

z-y düzlemi

yB

yA B

A

y

z

24,5 mm

AF

tyry FF

122,9 133,81

24,5 mm

Sol helis

Mzy


24

4,9

-51,82

z-x düzlemi Eğilme momenti :

22 )()( EzyEzxegilme MMM

daN mm,),(),(Megilme 5143825181131 22 Burulma Momenti:

daN mm,,,dFM tburulma 4017929615959

2

Statik mil çapına göre :

Bx

Ax

Ftx

z

x

Frx

Fa

Sol helis

Mzx


25

5,1d , )(32kabul3 2

122

statikBEAK

dMMsd

rseçilmişeç St70 malzemesi Mil 5,1d , )401,795,143(36

32kabul

3 21

22statikdsd

bulunur.,d 524

mm,,,dkabul 78651524

fedgbyDD kkkkkk''

2daN/mm 12

21111175,032D

mm 6,27d

)12401,79()

3698,142(323

21

22sd

d mil çapı 7 mm olarak bulundu. 2.Mil Boyutlandırılması z-y düzlemi

daN dan CM yc 17,70

daN dan DF yy 77,330


26

Fr

491,3 193 177,03 130,85

z

y

Dy

15,5 mm

Fa2

Mzy

Fa1

Fty+Fry

36 mm Cy

18,25 mm


27

z

186,69

428

643,6

Mzx

z-x düzlemi

daN dan CM xC 23,100

daN dan DF xx 75,530 Eğilme momenti :

x

36 mm

Cx

18,25 mm Dx

15,5 mm

Fa1 Ftx

Ft2


28


daN mm)()(Megilme 6,8093,4916,643 22 Burulma Momenti:

daN mm,dFM tburulma 968,331296156,41

2


5,1d , )(32kabul3 2

122

statikBEAK

dMMsd

ştirC45seçilmi malzemesi Mil 5,1d , )968,3316,809(36

32kabul

3 21

22statikdsd

bulunur.d 63,7

mm,dkabul 75,115163,7

fedgbyDD kkkkkk''

2daN/mm 5,135,1

11119,075,030D

mm 10,72d

)5,13968,331()

4098,142(323

21

22sd

d mil çapı 12 mm olarak bulundu.


29

z

FA3

FA2

Mzy

Sol helis

3.Mil Boyutlandırılması z-y düzlemi

daN dan FM yE 54,390

daN dan EF yy 14,20 z-x düzlemi

daN dan EM xE 23,100

daN dan FF xx 71,560 41,73 840,88 911,67

y

Fr2 Fry

19,5 mm

64 mm

23,25 mm

Fty

E F

Sol helis


30

z

x

19,5 mmEx

1205,3

512,77

207,28

Mzx

1336,68 Eğilme momenti :


Fx 23,25 mm

64 mm

Ft2 Frx +Frx

E Fa3

Sol helis Sol helis


31

daN mm)()(M egilme 7,17993,120568,1336 22 Burulma Momenti:

daN mmdFM tburulma 06,1170294,2375,97

2


5,1d , )(32kabul3 2

122

statikBEAK

dMMsd

seçildi.

16MNCr5 malzemesi Mil 5,1d )06,11707,1799(60232

kabul3 2

122

statikdd

bulunur.d 99,8

mm,dkabul 49,135199,8

fedgbyDD kkkkkk''

2daN/mm 85,14211119,075,044D

mm 13,57d

)85,14

66,1170()60

7,1799(32321

22sd



32

K L

143,42

1697,19

4.Mil Boyutlandırılması z-y düzlemi

daN dan KM yk 821,40

daN dan lLF yy 62,520 z-x düzlemi

daN dan KM xk 61,800

daN dan LF xx 07,70

z

y

Fa3

Ky Ly

62

29,75

Fty

Fry

Mzy


33

z

x Ftx+Frx

K L

228,12

2398,14

Eğilme momenti :


daN mm)()(M egilme 89,2937,169714,2398 22 Burulma Momenti:

daN mmdFM tburulma 6,3666202,7575,97

2


Lx

Fa3

Mzx


34

5,1d , )(32kabul3 2

122

statikBEAK

dMMsd

bulunur.d 5,12

mm,dkabul 75,18515,12

fedgbyDD kkkkkk''

2daN/mm 35,11211119,075,033D

mm 17,74d

)35,11

66,1170()49

7,1799(32321

22sd


5,1d , )6,366689,2937(49232

kabul3 2

122

statikdd Mil malzemesi C60 seçilmiştir.


35

Yatak seçimi: 1.mil için yatak seçimi A yatağı sabit bilyalı

3N

3 HL 3

100f ,500Lf

nffFC

N

L

RFF

2,40146000

281,015003

100f , 2,88 500

12000500Lf N 597

281,088,283,5 3

N33 H

L

hesaptablo

hesap

CC

C

716,005,562,3

FF

; 034,0104

62,3

r

a

o

a

CF

233,0 0,24 04,0e 034,0

0,22 025,0

esonucuİterasyon

uygundur.rulman numaraları 607 47,99255C

daN 47,99281,088,2706,9C

daN 706,962,39,105,556,0XF

1,9Y 0,56X FF

tablo

hesap

r

a

FAGC

FYF

e

hesap

ar

Fa Fr A - 5,83 B 3,62 5,05


36

2.mil için yatak seçimi D yatağı sabit bilyalı

3N

3 HL 3

100f ,500Lf

nffFC

N

L

RFF

2,40146000

455,011,3523

100f , 2,88 500

12000500Lf daN 401,42

455,088,242,63 3N

33 HL

hesaptablo

hesap

CC

C

923,047,1252,11

FF

; 0,244esonucu İterasyon 044,0260

52,11

r

a

o

a

CF


daN 59,141455,088,237,27C

daN 37,2752,119,147,1256,0XF

1,77Y 0,56X FF

tablo

hesap

r

a

FAGC

FYF

e

hesap

ar

Fa Fr C 11,52 12,47 D - 63,42


37

3.mil için yatak seçimi F yatağı sabit bilyalı

3N

3 HL 3

100f ,500Lf

nffFC

N

L

RFF

2,28576000

698,08,973

100f , 2,88 500

12000500Lf daN 285,7

698,088,23,69 3N

33 HL

hesaptablo

hesap

CC

C

95,184,1044,20

FF


44,20

r

a

o

a

CF


daN 37,54895,188,2548,37C

daN 548,3744,2054,184,1056,0XF

1,54Y 0,56X FF

tablo

hesap

r

a

FAGC

FYF

e

hesap

ar

Fa Fr E 20,44 10,84 F - 69,3


38

4.mil için yatak seçimi F yatağı sabit bilyalı

3N

3 HL 3

100f ,500Lf

nffFC

N

L

RFF

22806000

02,124,313

100f , 2,88 500

12000500Lf daN 228

02,188,275,80 3N

33 HL

hesaptablo

hesap

CC

C

670,009,5358,35

FF


58,35

r

a

o

a

CF


daN 238,6502,188,252,84C

daN 52,8458,3554,109,5356,0XF

1,54Y 0,56X FF

tablo

hesap

r

a

FAGC

FYF

e

hesap

ar

Ucuz ve montajı kolay olduğu için “VersaChem MEGA- BLUE SILICONE Yüksek Isı- Mavi

Silikon Conta”[1] sızdırmazlık için kullanılmıştır.

Fa Fr K - 80,75 L 35,58 53,09


39

Kama Kontrolü: Giriş Mili (1.mil ) Kama Kontrolü Yüzey basıncına göre :

2/449,17162

16,8144 mmdaNdlh

MdP

2daN/mm 75,65,075,02

36ey

AKem kk

sP

P< emP olduğuna göre yüzey basıncı açısından emniyetlidir. Makaslama:

2

2

/ 375,315,075,02

18

/ 724,07162

16,8122

mmdaNkkks

mmdaNdlb

M

beyAk

em

d

< em olduğuna göre makaslama açısından emniyetlidir. Ara mil (2.mil ) Kama Kontrolü : Yüzey basıncına göre :

2/ 034,41214286,33844 mmdaN

dlhMdP

2daN/mm 77,215,1

175,0249

eyAK

em kks

P


2

2

/ 51,59,05,1

175,02

2/49

/ 017,21214286,33822

mmdaNkkks

mmdaNdlb

M

beyAk

em

d

< em olduğuna göre makaslama açısından emniyetlidir.


40

Ara mil (3.mil ) Kama Kontrolü : Yüzey basıncına göre :

21 / 15,2

15253518,119544 mmdaN

dlhMdP

22 / 79,3

15143518,119544 mmdaN

dlhMdP

2daN/mm 25,11

2175,0

260

eyAK

em kks

P

1P , 2P < emP olduğuna göre yüzey basıncı açısından emniyetlidir.

Makaslama:

2

22

21

/ 51,59,05,1

175,02

2/49

/ 1,8915143518,119542

/ 1,07515253518,119542

mmdaNkkks

mmdaNdlb

M

mmdaNdlb

M

beyAk

em

d

d

1 , 2 < em olduğuna göre makaslama açısından emniyetlidir.

Çıkış mili (4.mil ) Kama Kontrolü : Yüzey basıncına göre :

2/ 66,6202257,366644 mmdaN

dlhMdP

2daN/mm 9,182175,0

249

eyAK

em kks

P


2

2

/ 13,49,02175,0

22/49

/ 3,33202257,366622

mmdaNkkks

mmdaNdlb

M

beyAk

em

d

< em olduğuna göre makaslama açısından emniyetlidir.


41

Çıkış mili rulman analizi

Units

TABLE 1 Unit System Metric (mm, kg, N, °C, s, mV, mA)

Angle Degrees Rotational Velocity rad/s


42

Model

Geometry

TABLE 2 Model > Geometry

Object Name Geometry State Fully Defined

Definition

Source C:\Users\ASUS\Desktop\son\Yeni klasör2\Radial Ball Bearing_68_AS.sldprt

Type SolidWorks Length Unit Meters

Element Control Program Controlled Display Style Part Color

Bounding Box Length X 14, mm Length Y 46,958 mm Length Z 47, mm

Properties Volume 13472 mm³

Mass 0,10576 kg Statistics

Bodies 1 Active Bodies 1

Nodes 8686 Elements 4215

Preferences Import Solid Bodies Yes

Import Surface Bodies Yes Import Line Bodies Yes

Parameter Processing Yes Personal Parameter Key DS

CAD Attribute Transfer No Named Selection Processing No Material Properties Transfer No

CAD Associativity Yes Import Coordinate Systems No

Reader Save Part File No Import Using Instances Yes

Do Smart Update No Attach File Via Temp File No

Analysis Type 3-D Mixed Import Resolution None

Enclosure and Symmetry Processing Yes

TABLE 3 Model > Geometry > Parts Object Name Radial Ball Bearing_68_AS


43

State Meshed Graphics Properties

Visible Yes Transparency 1

Definition Suppressed No

Material Structural Steel Stiffness Behavior Flexible

Nonlinear Material Effects Yes Bounding Box

Length X 14, mm Length Y 46,958 mm Length Z 47, mm

Properties Volume 13472 mm³

Mass 0,10576 kg Centroid X 1,0698e-005 mm Centroid Y 1,6919e-004 mm Centroid Z 7,346e-005 mm

Moment of Inertia Ip1 35,958 kg·mm² Moment of Inertia Ip2 19,527 kg·mm² Moment of Inertia Ip3 19,528 kg·mm²

Statistics Nodes 8686

Elements 4215

Mesh

TABLE 4 Model > Mesh

Object Name Mesh State Solved

Defaults Physics Preference Mechanical

Relevance 0 Advanced

Relevance Center Coarse Element Size Default

Shape Checking Standard Mechanical Solid Element Midside Nodes Program Controlled

Straight Sided Elements No Initial Size Seed Active Assembly

Smoothing Low Transition Fast

Statistics Nodes 8686

Elements 4215


44

Static Structural

TABLE 5 Model > Analysis

Object Name Static Structural State Fully Defined Definition

Physics Type Structural Analysis Type Static Structural

Options Reference Temp 22, °C

TABLE 6 Model > Static Structural > Analysis Settings

Object Name Analysis Settings State Fully Defined

Step Controls Number Of Steps 1,

Current Step Number 1, Step End Time 1, s

Auto Time Stepping Program Controlled Solver Controls

Solver Type Program Controlled Weak Springs Program Controlled

Large Deflection Off Inertia Relief Off

Nonlinear Controls Force Convergence Program Controlled

Moment Convergence Program Controlled Displacement Convergence Program Controlled

Rotation Convergence Program Controlled Line Search Program Controlled

Output Controls Calculate Stress Yes Calculate Strain Yes

Calculate Results At All Time Points Analysis Data Management

Solver Files Directory C:\Users\ASUS\AppData\Local\Temp\Project Simulation Files\Static Structural (2)\

Future Analysis None Save ANSYS db No

Delete Unneeded Files Yes Nonlinear Solution No

TABLE 7 Model > Static Structural > Loads

Object Name Fixed Support Force Force 2 Fixed Support 2 State Fully Defined

Scope


45

Scoping Method Geometry Selection Geometry 1 Face

Definition Type Fixed Support Force Fixed Support

Suppressed No Define By Components Vector

X Component 0, N (ramped) Y Component -355,8 N (ramped) Z Component 0, N (ramped)

Magnitude 355,6 N (ramped) Direction Defined

FIGURE 1 Model > Static Structural > Force

FIGURE 2 Model > Static Structural > Force 2


46

Solution

TABLE 8 Model > Static Structural > Solution

Object Name Solution State Solved

Adaptive Mesh Refinement Max Refinement Loops 1,

Refinement Depth 2,

TABLE 9 Model > Static Structural > Solution > Solution Information

Object Name Solution Information State Solved

Solution Information Solution Output Solver Output

Newton-Raphson Residuals 0 Update Interval 2,5 s Display Points All

TABLE 10 Model > Static Structural > Solution > Results

Object Name Total Deformation Equivalent Stress State Solved

Scope Geometry All Bodies


47

Definition Type Total Deformation Equivalent (von-Mises) Stress

Display Time End Time Results

Minimum 0, mm 6,7316e-003 MPa Maximum 2,4914e-004 mm 6,2044 MPa

Information Time 1, s

Load Step 1 Substep 1

Iteration Number 1

FIGURE 3 Model > Static Structural > Solution > Total Deformation > Figure

FIGURE 4 Model > Static Structural > Solution > Equivalent Stress > Figure


48

TABLE 11 Model > Static Structural > Solution > Fatigue Tools

Object Name Fatigue Tool State Solved

Materials Fatigue Strength Factor (Kf) 1,

Loading Type Fully Reversed

Scale Factor 1, Definition

Display Time End Time Options

Analysis Type Stress Life Mean Stress Theory None

Stress Component Equivalent (Von Mises) Life Units

Units Name cycles 1 cycle is equal to 1, cycles


49

FIGURE 5 Model > Static Structural > Solution > Fatigue Tool

FIGURE 6 Model > Static Structural > Solution > Fatigue Tool


50

TABLE 12 Model > Static Structural > Solution > Fatigue Tool > Results

Object Name Safety Factor State Solved

Scope Geometry All Bodies

Definition Design Life 1,e+009 cycles

Type Safety Factor Results

Minimum 13,893

FIGURE 7 Model > Static Structural > Solution > Fatigue Tool > Safety Factor > Figure


51

Material Data

Structural Steel

TABLE 13 Structural Steel > Constants

Structural Young's Modulus 2,e+005 MPa

Poisson's Ratio 0,3 Density 7,85e-006 kg/mm³

Thermal Expansion 1,2e-005 1/°C Tensile Yield Strength 250, MPa

Compressive Yield Strength 250, MPa Tensile Ultimate Strength 460, MPa

Compressive Ultimate Strength 0, MPa Thermal

Thermal Conductivity 6,05e-002 W/mm·°C Specific Heat 434, J/kg·°C


52

Electromagnetics Relative Permeability 10000

Resistivity 1,7e-004 Ohm·mm

FIGURE 8 Structural Steel > Alternating Stress

TABLE 14 Structural Steel > Alternating Stress > Property Attributes

Interpolation Log-Log Mean Curve Type Mean Stress

TABLE 15 Structural Steel > Alternating Stress > Alternating Stress Curve Data

Mean Value MPa 0,

TABLE 16 Structural Steel > Alternating Stress > Alternating Stress vs. Cycles

Cycles Alternating Stress MPa 10, 3999, 20, 2827, 50, 1896, 100, 1413, 200, 1069, 2000, 441, 10000 262,


53

20000 214, 1,e+005 138, 2,e+005 114, 1,e+006 86,2

FIGURE 9 Structural Steel > Strain-Life Parameters

TABLE 17 Structural Steel > Strain-Life Parameters > Property Attributes

Display Curve Type Strain-Life

TABLE 18 Structural Steel > Strain-Life Parameters > Strain-Life Parameters

Strength Coefficient MPa 920, Strength Exponent -0,106 Ductility Coefficient 0,213 Ductility Exponent -0,47

Cyclic Strength Coefficient MPa 1000, Cyclic Strain Hardening Exponent 0,2


54

Sonuç olarak; Eksenel ve radyal yük altında çalışmaya zorlanan rulman Sonlu elemanlar yöntemi

kullanılarak seçilen rulmanın mukavemet kontrolü yapılmıştır. Sonuçlara göre oldukça düşük

sehime(max=0,00024914 mm) uğramış ve güvenlik faktörü olarak emniyetli çıkmıştır. Yorulma analizi

sonucuna göre rulmanın bu yükler altında emniyetli olduğu görülmüştür.

KAYNAKÇA

OKDAY, Ş Makina Elemanları,İstanbul,1984

Akkurt ,M Makine Elemanları,İstanbul ,1994

Makine Elemanları II Ders kitabı

Maktas tablosu

FAG Rulman Katoloğu

[1] http://www.metsan-store.com/Oksim-Bazli,LA_170-2.html

Documents

Üç Kademeli Reduktor Tasarımı