T.C. BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK - MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
YIL İÇİ ÇALIŞMASI
12 KADEMELİ DİŞLİ KUTUSU
DANIŞMAN YRD. DOÇ. DR GÜROL DEMİRBAŞ
HAZIRLAYAN HALİT ESMERAY 9610402062
BALIKESİR - 1999
İÇİNDEKİLER 1
Sayfa No ÖNSÖZ Dişli Kutusunun Şematik Resmi Kullanılan Elektrik Motoru ile İlgili Değerler Dişli Kutusunun Kademeleri ve Devir Sayıları Millerdeki Burulmaya Karşılık Emniyetli Çap Değerleri Dişe Gelen Kuvvetler ve Kontrolü Alınan Modül ve Diş Sayılarına Göre Mukavemet Kontrolü Diş Dibi Mukavemet Kontrolü Millerin Mukavemet Hesabı Kama Hesapları Rulmanların Seçimi ve Ömürleri Faydalanılan Kaynaklar
2
1 2 2 3 5 6 8 8 15 31 32 36
ÖNSÖZ Projemin hazırlanmasında emeği geçen Yrd. Doç. Dr. Gürol DEMİRBAŞ ve Yrd. Doç. Dr. Nedim GERGER’e teşekkürü bir borç bilirim.
Halit ESMERAY
3
Dişli Kutusunun Şematik Resmi
Kullanılan Elektrik Motoru İle İlgili Değerler Anma Gücü: 2.2 KW Devir Sayısı: 940 dev/dak Motor Tipi: 2 kutuplu AGM112M2 Güç Katsayısı: cosϕ 3 faz 380 V
50 Hz.
Mil Çapı: φ 28 Dişlilerdeki Diş Sayıları: z1 = 21, z2 = 28, z7 = 60, z8 = 52, z13 = 80, z14 = 100,
z3 = 49, z4 = 42, z5 = 24, z6 = 32 z9 = 35, z10 = 55, z11 = 40, z12 = 95 z15 = 35, z16 = 50,
Dişli Kutusunun Kademeleri ve Devir Sayıları
4
Giriş devir sayısı : 940 dev/dak. 1. Kademe: Temastaki dişliler: 1-3 / 5-7 / 10-13 / 15-16 n1 = 940
21x24x55x35 ≅ 77 dev / dak 49x60x80x50
2. Kademe: Temastaki dişliler: 1-3 / 5-7 / 11-12 / 15-16 n2 = 940
21x24x40x35 ≅ 47 dev / dak 49x60x95x50
3. Kademe: Temastaki dişliler: 1-3 / 5-7 / 9-14 / 15-16 21x24x35x35 = 39 dev / dak (En düşük devir sayısı) 49x60x100x50
n3 = 940
4. Kademe: Temastaki dişliler: 1-3 / 6-8 / 10-13 / 15-16 n4 = 940
21x32x55x35 = 119 dev / dak 49x52x80x50
5. Kademe: Temastaki dişliler: 1-3 / 6-8 / 11-12 / 15-16 n5 = 940
21x32x40x35 = 73 dev / dak 49x52x95x50
6. Kademe: Temastaki dişliler: 1-3 / 6-8 / 9-14 / 15-16
5
n6 = 940
21x32x35x35 ≅ 60 dev / dak 49x52x100x50
7. Kademe: Temastaki dişliler: 2-4 / 5-7 / 10-13 / 15-16 n7 = 940
28x24x55x35 = 120 dev / dak 42x60x80x50
8. Kademe: Temastaki dişliler: 2-4 / 5-7 / 11-12 / 15-16 n8 = 940
28x24x40x35 = 74 dev / dak 42x60x95x50
9. Kademe: Temastaki dişliler: 2-4 / 5-7 / 9-14 / 15-16 n9 = 940
28x24x35x35 = 61 dev / dak 42x60x100x50
10. Kademe: Temastaki dişliler: 2-4 / 6-8 / 10-13 / 15-16 n10 = 940
28x32x55x35 = 186 dev / dak (En yüksek devir) 42x52x80x50
11. Kademe: Temastaki dişliler: 2-4 / 6-8 / 11-12 / 15-16 n11 = 940
28x32x40x35 = 114 dev / dak 42x52x95x50
12. Kademe: Temastaki dişliler: 2-4 / 6-8 / 9-14 / 15-16 6
n12 = 940
28x32x35x35 = 94 dev / dak 42x52x100x50
Millerdeki Burulmaya Karşılık Emniyetli Çap Değerleri
τ=
Mb Mb 16Mb 3 = 3 ≤ τ em ⇒ dmit = W πτ em πd 16 1. Mil İçin;
Malzeme St-70 için τ
=45 N/mm2
em
P30 2200x30 = = 2234 . Nm = 22340 Nmm. πn6 π940 16x22340 d1 = 3 = 1362 . mm ⇒ d1 = 18 mm alıyorum. π45 Mbmax =
2. Mil İçin; 2200x30 = 52259 Nmm. π402 16x52259 d2 = 3 = 18 mm ⇒ d2 = 21 mm alıyorum.(Kamalı mil) π45 Mbmax =
3. Mil İçin;
7
2200x30 = 130649 Nmm. π1608 . 16x130649 d3 = 3 = 2454 . mm ⇒ d3 = 26 mm alıyorum.(Kamalı mil) π45 Mbmax =
4. Mil İçin; 2200x30 = 373284 Nmm. π5628 . 16x373284 d4 = 3 = 3482 . mm ⇒ d4 = 36 mm aldım π45 Mbmax =
5. Mil İçin; 2200x30 = 532128 Nmm. π 3948 . 16x532128 d5 = 3 = 3919 . mm ⇒ d5 = 40 mm aldım π45 Mbmax =
Dişe Gelen Kuvvetler ve Kontrolü Dişlilere gelen kuvvetleri tespit edebilmek için dişli modülünü seçmemiz gerekir. Seçilen modül için her dişlinin taksimat daireleri bulunur. DT=Mz
1.Dişli
⇒ M
= 2.5,
z1
⇒ D1
= 21
8
=2.5
x
21
=
52.5 mm
2.Dişli 3.Dişli 4.Dişli 5.Dişli 6.Dişli 7.Dişli 8.Dişli 9.Dişli 10.Dişl
⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
M M M M M M M M M
= = = = = = = = =
2.5, 2.5, 2.5, 2.5, 2.5, 2.5, 2.5, 2.5, 2.5,
z2 z3 z4 z5 z6 z7 z8 z9 z10
= = = = = = = = =
⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
28 49 42 24 32 60 52 35 55
D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10
=2.5 =2.5 =2.5 =2.5 =2.5 =2.5 =2.5 =2.5 =2.5
x x x x x x x x x
28 49 42 24 32 60 52 35 55
= = = = = = = = =
70 122.5 105 60 80 150 130 87.5 137.5
mm mm mm mm mm mm mm mm mm
i 11.Dişl ⇒ M
= 2.5,
z11 = 40
⇒ D11 =2.5
x
40
=
100 mm
i 12.Dişl ⇒ M
= 2.5,
z12 = 95
⇒ D12 =2.5
x
95
=
237.5 mm
i 13.Dişl ⇒ M
= 2.5,
z13 = 80
⇒ D13 =2.5
x
80
=
200 mm
i 14.Dişl ⇒ M
= 2.5,
z14 = 100 ⇒ D14 =2.5
x
100 =
250 mm
i 15.Dişl ⇒ M
= 3,
z15 = 35
⇒ D15 = 3
x
35
=
105 mm
i 16.Dişl ⇒ M
= 3,
z16 = 50
⇒ D16 = 3
x
50
=
150 mm
i
FT1 FT2 FT3 FT4 FT5 FT6 FT7 FT8 FT9 FT10 FT11 FT12 FT13
FT = FN cosα ,
Fr = FN sinα
FT = (Mb.2)/D
(α =20o alınır)
= = = = = = = = = = = = =
( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( (
22340 22340 52259 52259 52259 52259 130269 130269 130269 130269 130269 373284 373284
x x x x x x x x x x x x x
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )
/ / / / / / / / / / / / /
52.5 70 122.5 105 60 80 150 130 87.5 137.5 100 237.5 200 9
= = = = = = = = = = = = =
851 638 853 995 1742 1306 1742 2009 2986 1900 2612 3143 3732
⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Fr1 Fr2 Fr3 Fr4 Fr5 Fr6 Fr7 Fr8 Fr9 Fr10 Fr11 Fr12 Fr13
= = = = = = = = = = = = =
309 232 310 362 634 475 634 731.5 1086 691 2612 3143 1358
N N N N N N N N N N N N N
FT14 FT15 FT16
= ( = ( = (
373284 x 373284 x 532128 x
2 2 2
) / ) / ) /
250 = 2986 ⇒ 105 = 7110 ⇒ 150 = 7095 ⇒
Fr14 Fr15 Fr16
= 1086 N = 2587 N = 2582 N
Alınan Modül ve Diş Sayılarına Göre Mukavemet Kontrolü Diş Dibi Mukavemet Kontrolü
σe =
WFT Y M F
YF = Diş Form Faktörü M = Modül WFT = FT/b x Ki x KFβ x KFα x KV b : Diş genişliği Ki = 1.25 (İşletme Faktörü) KFβ = 1.15 (Genişlik Yük Dağılım Faktörü) KFα = 1 /Alınan Yük Dağılım Faktörü) KV = (ω ) çevresel hızına bağlı tablodan okunur.
σeem =
σFlim Y s.Zr $
Ys=0.95 (Dişli Çentik Faktörü) σ Flim = Dişdibi Mukavemeti Zr= 0.8 (Yüzey Pürüz Faktörü) $=(2 veya 1.5) emniyet katsayısı 1. Dişli İçin :
10
Malzeme (15CrNi6) ⇒ σ Flim = 500 n/mm2 $=2 ⇒ σ eem=500/2 x 0.95 x 0.8 = 190 N/mm2 z1=21 için ⇒ YF=2.87 πD1n1 = 2582 . m/ s için, K V =1.15 60
ω=
b=20 mm alınıyor. WFT = σe =
851 125 . x115 . x115 . x1 = 7089 . 20
70.89 2.87 = 81.38 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
2. Dişli İçin : z2=28 için ⇒ YF=2.60 ω=
πx 70x 940 = 3.445 m/s K V = 1.20 60
b=20 mm alınıyor. WFT = σe =
638 125 . x115 . x12 . x1 = 5502 . 20
55. 2.6 = 57.22 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
3. Dişli İçin : z3=49 için ⇒ YF=2.36 ω=
πx1225 . x402 = 2578 . m/ s K V =1.15 60
WFT = σe =
b=20 mm alınıyor.
853 125 . x115 . x115 . x1 = 7052 . 20
70.52. 2.36 = 66.57 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
4. Dişli İçin :
11
z4=42 için ⇒ YF=2.45 πx10x402 = 221 . m/ s K V =1.15 60
ω=
WFT = σe =
b=20 mm alınıyor.
995 125 . x115 . x115 . x1 = 8227 . 20
82.27 2.45 = 80.63 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
5. Dişli İçin : z5=42 için ⇒ YF=2.75 ω=
πx 60 x 402 = 1.262 m/s K V = 1.05 60
WFT = σe =
b=20 mm alınıyor.
1742 1.25x1.15x1.05x1 = 131.46 20
131.46 2.75 = 144.6 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
6. Dişli İçin : z6=32 için ⇒ YF=2.55 ω=
πx80 x 402 = 1.683 m/s K V = 1.05 60
WFT = σe =
b=20 mm alınıyor.
1306 1.25x1.15x1.05 = 98.56 20
98.56 2.55 = 100.5 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
7. Dişli İçin : 12
z7=60 için ⇒ YF=2.32 ω=
πx150 x160.8 = 1.262 m/s K V = 1.05 60
WFT = σe =
b=20 mm alınıyor.
1742 1.25x1.15x1.05 = 131.4 20
131.4 2.32 = 122 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
8. Dişli İçin : z8=52 için ⇒ YF=2.34 ω=
πx130 x160.8 = 1.098 m/s K V = 1.05 60
WFT = σe =
b=20 mm alınıyor.
2009 1.25x1.15x1.05 = 147.2 20
147.2 2.34 = 137.85 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
9. Dişli İçin : z9=35 için ⇒ YF=2.5 ω=
πx87.5x56.28 = 0.257 m/s K V = 1 60
WFT = σe =
b=20 mm alınıyor.
2986 1.25x1.15x1 = 124.41 30
124.41 2.5 = 124.41 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
10. Dişli İçin : 13
z10=55 için ⇒ YF=2.34 ω=
πx137.5x 56.28 = 0.405 m/s K V = 1 60
WFT = σe =
b=30 mm alınıyor.
1900 1.25x1.15 = 91.04 30
91.04 2.34 = 85.21 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
11. Dişli İçin : z11=40 için ⇒ YF=2.45 ω=
πx100.56 x 56.28 = 0.294 m/s K V = 1 60
WFT = σe =
b=30 mm alınıyor.
2612 1.25x1.15 = 125.1 30
125.1 2.45 = 122.6 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
12. Dişli İçin : z12=95 için ⇒ YF=2.21 ω=
πx 237.5x 56.28 = 0.699 m/s K V = 1 60
WFT = σe =
b=30 mm alınıyor.
3143 1.25x1.15 = 150.6 30
150.6 2.21 = 133.1 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
13. Dişli İçin : 14
z13=80 için ⇒ YF=2.25 ω=
πx 200 x 56.28 = 0.589 m/s K V = 1 60
WFT = σe =
b=30 mm alınıyor.
3732 1.25x1.15 = 178.8 30
178.8 2.25 = 160.9 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
14. Dişli İçin : z14=100 için ⇒ YF=2.21 ω=
πx 250 x 56.28 = 0.78 m/s K V = 1 60
WFT = σe =
b=30 mm alınıyor.
2986 1.25x1.15 = 143 30
143 2.21 = 128.77 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 2.5
15. Dişli İçin : z15=35 için ⇒ YF=2.5 ω=
πx105x 56.28 = 0.309 m/s K V = 1 60
WFT = σe =
b=40 mm alınıyor.
7110 1.25x1.15 = 227.121 40
227.12 2.5 = 189 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 3
16. Dişli İçin : 15
z16=50 için ⇒ YF=2.36 ω=
πx150 x 39.48.28 = 0.310 m/s K V = 1 60
WFT = σe =
b=40 mm alınıyor.
7095 1.25x1.15 = 226 40
226 2.36 = 178.29 N/mm 2 ≤ 190 N/mm 2 emniyetlidir. 3
16
