T.C. FIRAT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
AUTOCAD PROGRAMINDA DÜZ DİŞLİ ÇARK ÇİZİMİ (YILĠÇĠ PROJESĠ)
Ufuk SARIALTIN 07210009
YÖNETEN Prof. Dr. Ali ĠNAN
ELAZIĞ 2010
-1-
T.C. FIRAT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİGİ BÖLÜMÜ
AUTOCAD PROGRAMINDA DÜZ DİŞLİ ÇARK ÇİZİMİ (YILĠÇĠ PROJESĠ)
Ufuk SARIALTIN 07210009
ELAZIĞ 2010
-2-
İÇİNDEKİLER Sayfa
Önsöz…………………………………………….………… AutoCAD hakkında bilgi……………………………….… Dişli çarklar hakkında bilgi……………………………… Düz dişli ile ilgili formüller…………………….………... AutoCAD ile düz dişli çark çizimi…………………..…… Kaynaklar…………………………………………….……
-3-
5 6 10 13 14 28
Bu çalıĢma Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümüne Yıliçi Projesi Yükümlülüğünü yerine getirmek amacıyla sunulmuĢtur. /01/2010
Ufuk SARIALTIN Ġmzası
Proje Yöneticisi Prof. Dr. Ali ĠNAN
Verilen Not:
Jüri Üyeleri: Proje Yöneticisi
Üye
Üye
Prof. Dr. Ali ĠNAN
Sınav Tarihi: 17.01.2010
Bölüm BaĢkanı Prof. Dr. Hasan ALLĠ
-4-
ÖNSÖZ u çalıĢmada düz, evolvent bir diĢli çarkın çizim aĢamalarını tek tek anlatmaya çalıĢtım. Bunun için yazıların yanında resimlerden faydalanarak daha anlaĢılabilir olmaya çalıĢtım. AraĢtırmalarım sırasında diĢli çarkın profilinin hesaplanması konusunda birçok farklı yöntemin olması ve bu yöntemlerin oldukça karmaĢık iĢlemler içermesi beni fazlasıyla yordu ve aynı zamanda diĢli çarkların hesaplarının ne kadar geniĢ bir konu olduğunu anlamamı sağladı.
B
Çizimlerimde kullandığım bilgisayarın daha verimli çalıĢmasını sağlamak için AutoCAD 2010 yerine 2007 modelini kullandım. Bu yüzden çalıĢmayı inceleyecek olan kiĢiler, bazı menülerde küçük farklılıklar görebilirler.
Okuduğunuz için Ģimdiden teĢekkür ederim.
Ufuk SARIALTIN 25 Aralık 2010
-5-
AUTOCAD HAKKINDA BİLGİ
AUTOCAD NEDİR? AutoCAD, Autodesk firması tarafından üretilip geliĢtirilen, tasarım ve çizimlerin bilgisayar ortamında yapılmasını sağlayan ve halen 80 ülkede 17 dilde versiyonları bulunan ve bir Computer Aidet Draffing and Desing (Bilgisayar Destekli Teknik Çizim ve Tasarım) paketidir.
AutoCAD in DWG uzantılı çizim formatı Dünya Endüstriyel çizim standardı olarak kabul edilmekte ve dünyada 1.200.000'den fazla kayıtlı kullanıcı tarafından 2.000.000.000'ın üzerinde DWG dosyası üretildiği tahmin edilmektedir. Genel amaçlı bir tasarım ve çizim programı olan AutoCAD'i kullanmak için her hangi bir program dilini bilmek ya da baĢka bir programı kullanmıĢ olmak gerekli değildir. GeliĢmiĢ etkileĢimli grafik kullanıcı ekranı sayesinde tüm komutlara menülerden veya sembol simgelerden kolayca eriĢmek ve çizim, düzenleme, vs. komutlarını kullanmak olasıdır.
Release 10, 12, 13, 14, 16, 2000 ve 2002 versiyonları ile kullanıcılarına Dos ve Windows ortamında çalıĢma ortamı sağlanmıĢtır. AutoCAD, kiĢisel bilgisayarlar üzerinde Windows 98, Windows XP, Windows Vista ve Windows 7 ortalarında, değiĢik iĢ istasyonlarında, UNIX ortamında ve Macintosh bilgisayarlar üzerinde de çalıĢmaktadır. Ayrıca çok kullanılan bilgisayar ağlarında(Network) destekleyen AutoCAD programının en önemli özelliklerinden biriside; hangi ortamda üretilirse üretilsin, çizim dosyalarının hiçbir ek değiĢikliğe gerek duyulmadan diğer bir bilgisayar ortamında okunup, üzerinde iĢlem yapılabilmesidir.
Ġlk sürümü 1982 yılında çıkmıĢ olan AutoCAD, bu güne kadar büyük geliĢmeler göstermiĢ ve geliĢtirilen her yeni AutoCAD, yeni bir versiyon veya sürüm numarası ite adlandırılarak satıĢa çıkmıĢtır. AUTOCAD'İ KİMLER KULLANABİLİR? AutoCAD genel amaçlı bir tasarım ve çizim programıdır. Dolayısıyla çok geniĢ bir yelpaze içerisinde her hangi bir disipline özgü komutlarla kullanıcıyı kısıtlamadığı gibi, açık mimarisi ile istenilen yönde özelleĢtirilebilir. AutoCAD, tüm mimar, mühendis, tasarımcı, grafikçi ve kısaca tasarım ve çizim ile ilgili her disiplin tarafından kutlanılacak bir programdır. Bu gün ülkemizde ve dünyada Makine Mühendisliğinden, Güzel sanatlara, Mimarlıktan Tıbba, ġehir planlamadan, Reklamcılığa, Haritacılıktan Elektroniğe, Uzay araĢtırmalarından Denizbilim AraĢtırmalarına kadar her alanda AutoCAD'den temel tasarım ve çizim paketi olarak yararlanılmaktadır. AutoCAD'in bu kadar yaygın olarak tercih edilen bir yazılım olmasının sebebi, gerek 2, gerekse-3 boyut tasarım ve çizim için sağladığı olanaklar ve kullanım kolaylığıdır. AutoCAD, gerçek bir 2- ve 3- boyutlu(3D)tasarım ve çizim yazılımıdır.
-6-
AUTOCAD İLE NELER YAPILABİLİR? AutoCAD, programında komut ve menü alanları ile çevrelenmiĢ olan alan, kullanıcının tasarım ve çizim alanıdır. Kullanıcı, bu pencerede, tıpkı 2-boyutta çalıĢtığı gibi 3- boyut da kendi çizim uzayının oluĢturup gerçek 3 boyutlu tasarım ve çizimler oluĢturabilir. Bu pencerede, çizim 3-boyutlu uzayda, istenilen konumu, istenilen bölümü görüntülenebilir, yakından ya da uzaktan bakabilir, gerçek perspektif görüntüler elde edebilir. Kullanıcı, eğer dilerse, çalıĢma penceresini farklı Ģekillerde bölerek elde edebilir. Kullanıcı, eğer dilerse, çalıĢma penceresini farklı Ģekillerde bölerek her birinden farklı bir uzaklık ve konum kullanarak çalıĢılabilir, bir pencereden diğerine geçebilir. Daha sonra tasarım değiĢik boyutlardaki görüntülerini, değiĢik yönlerden, görünüĢlerini, perspektif görünüĢlerini ve detaylarını, ekranda beliren kağıt boĢluğu üzerinde yerleĢtirerek istenilen ölçüde çıktı alınabilir. Ölçek düzenlemek, AutoCAD'de, sadece çıktı alınırken yapılan bir iĢlemdir AutoCAD kullanıcısının farklı ölçeklerde çizim üretebilmek için birden fazla çizim yapmasına gerek yoktur. Aynı Ģekilde çizim kâğıdının özerinde istenilen her türlü ekleme yapılabilir, notlar düĢülebilir, resim numarası, pafta adı, çerçeve ve ye etiket tasarımı iliĢtirilebilir. Tüm bunlar bir kez tasalandıktan sonra her çizimde kullanılabilir.
AutoCAD ile çizim yaparken, kullanıcı, tanımlı çizim öğelerini kullanabileceği gibi, değiĢik düzenleme komuttan ite istediği karmaĢıklıkta geometriler de oluĢturulabilir. Çizgi, daire, elips, yay gibi basit çizim öğeleri, 2- veya 3- boyutlu eğri çizgilerden, 3- boyutlu yüzeyler, kont, silindir, küre gibi 3- boyutlu ve karmaĢık öğelerin kullanımı ile 2- boyutlu karmaĢık profilleri döndürerek, kesitleri uzatarak ve ye 3 boyutlu ergiler arasını dokutarak karmaĢık 3- boyutlu yüzeyler elde etmek AutoCAD için oldukça kolaydır.
Kullanıcı çizim öğelerini kullanarak çizimi gerçekleĢtirmesi için AutoCAD, birçok çizim yardımı komutu ile donatılmıĢtır. Kullanıcının imlecinin hareketini kontrol edebilmesinden, uzayda bulunmak istediği düzlemi tanımlaması kadar giden bu komutlarla çizim yapmak kolaylaĢtırılmıĢtır. Aynı Ģekilde, klasik yöntemler ile saatler alabilecek geometrik hesaplama sonuçları veya cetvel, pergel, gönye yardımı ile bulunmaya çalıĢılan özel noktalara AutoCAD tek bir komutla eriĢebilmektedir.
Örneğin; iki çembere teğet olan bir çizgi çizebilmek için Line komutunu Tangent nesne kenetleme modu ile birlikte çalıĢtırıp çemberlerin iĢaretlenmesi, bu istemi AutoCAD üzerinde saliseler ölçülebilecek bir zaman içerisinde gerçekleĢir.
Gene aynı Ģekilde, çizim, düzenleme ve değiĢim komutları yardımı ite bir çizimden benzeri birçok çizimi türetmek veya saatler alabilecek bir yenilenme iĢlemi de bir iki dakika içerisinde gerçekleĢtirilebilir. AutoCAD, tüm çizim öğelerini kopyalayabilir, taĢıyabilir, kopartıp birleĢtirebilir, renklerini ve desenlerini farklılaĢtırabilir. Dolayısıyla, AutoCAD içerisinde aynı çizimde birçok yerde kullanabilecek bir öğeyi defalarca çizmek yerine kullanıcı, bu öğeyi bir kez çizdikten sonra kopyalayabilir, taĢıyabilir veya bir ad ile kaydederek daha sonra, aynı veya baĢka bir çizimde kullanmak üzere saklayabilir.
-7-
Bir teknik resim ya da perspektif görüntünün çarpıcılığını çizimin düzeni kadar etkileyen diğer unsurlar da çizgi ve taramaların kalitesidir. AutoCAD, kullanıcıya bu konulara da yardım sağlamaktadır. Kullanıcılar çizgi-tipi kütüphanelerinden istedikleri çizgi tipini seçebilecekleri gibi, kendileri de istedikleri çizgi tiplerini oluĢturabilirler. Aynı Ģekilde AutoCAD kütüphanesinden seçilecek bir tarama deseni ile istenilen kapalı alan iĢaretlenerek tarama iĢlemi gerçekleĢtirilir. Kullanıcı, tarama deseninin özelliklerini değiĢtirebileceği gibi, katsayı ile de oynayabilir; kendi özgün tarama desenlerini kütüphaneye ekleyebilirler, taranacak alanda tarama yapılacak ve yapılmayacak alanları tanımlayabilir. AutoCAD, bu verileri veritabanında sürekli değerlendirdiği için taranan alanın özellikleri değiĢtirildiğinde, istenirse tarama otomatik olarak kendisini yeni sınırlara uydurur. Tüm bu elamanlar 265 değiĢik renkte ekranda görüntülenebileceği gibi, çıkı ayarların m cinsine göre farklı renklerde ye da tek renk olarak ve istenilen kalınlıklarda kâğıt üzerine dökülebilir.
AutoCAD kütüphanesinde birçok yazı sitili bulunduğu gibi; kullanıcılar dilerse True Type ve Postscript fontları da kullanabilir, yazıları istedikleri alana, diledikleri gibi yazabilirler. BaĢka bir yazı düzenleyicisinden ASCI formatta alacakları yazılan AutoCAD çizimlerine aktarılabilir.
AutoCAD, sadece tasarım ve çizim kolaylıkları ile değil; çizim mantığı ile de kullanıcıya birçok kolaylık sağlar. Örneğin; Layer kullanımı sayesinde bir çizimden değiĢik detayları gösteren birçok çizim üretilebildiği gibi, bir proje üzerinde aynı anda değiĢik disiplinlerdeki kullanıcıların çalıĢıp, birbirleri ile uyumlu olmalarını ve çizimin gereksiz yere karmaĢıklaĢmasını ve ĢiĢmesini önler. Katman mantığı üst üste konmuĢ Ģeffaf ve eskiz kâğıtları gibi düĢünülebilir. Kullanıcı her bir katmana çizimin değiĢik bir detayını çizip, dilediklerini aynı anda görüntüleyip inceleyebilir, çıktı alabilir. AutoCAD'in sahip olduğu bir diğer özellik de, otomatik ölçülendirmedir. Doğrusal ve açısal ölçülendirme, çap ve yan çap ölçülendirme AutoCAD de çok kolaydır. Ölçü komutuna grip, ölçülendirilmesini istediğimiz öğeyi göstermeniz ve ölçü çizgisinin konmasını istediğimiz yeri belirtmemiz yeterli olacaktır. AutoCAD'in diğer bir özelliği ise; Associative Dimensioning mantığı ile çalıĢan AutoCAD, ölçülendirdiğiniz öğeler üzeride sonradan yapılan değiĢiklikleri de algılayıp ölçüleri ve ölçü çizgilerini otomatik olarak güncelleĢtirmesidir. Ölçülendirmenin yanında, AutoCAD, size uzunluk, mesafe, alan, çevre, koordinat vb. birçok bilgiye ulaĢmamızı sağlayan olanaklar da sağlamaktadır. Hatta komutları Advanced Modeling Extension ile birlikte kullanıldığında, nesnelerin sadece geometrik değil kütle özelliklerine de ulaĢılabiliyor ve kütleler arasında iĢlemler yapabiliyorsunuz.
AutoCAD, bu gibi özellikleri sayesinde sadece sizi günler süren iĢlerden kurtarmak ile kalmıyor, klasik yöntemler ile yapılamayacakları yapıp , daha üretken olmanızı tasarımınızın daha ekonomik ve daha kaliteli olmasını da sağlıyor. AutoCAD, mühendislik için gerekli hesaplamaları yapabilmeniz, verileri elde edebilmeniz ve daha ileri tasarımlan kolayca gerçekleĢtirebilmeniz için size gerçek dünyada karĢılaĢamayacağınız tanımlamaları da sunuyor. Özellikle Makine ve ĠnĢaat Mühendisliği tasarım çalıĢmalarında büyük kolaylıklar sağlayan 2 boyutlu katı modellerle hacim yerine alanlar arasında da çıkarma, birleĢtirme, kesiĢim alma gibi nesneler arası iĢlemleri yapabiliyorsunuz. Kesit alanların, Atalet momenti hesaplarının sonuçlarının anında görüntülenebilmek birçok mühendisi saatler süren hesaplamalardan kurtarmaktadır.
-8-
AutoCAD' de her iĢi yapmanın birden fazla yolu olduğu gibi, her amaca uygun farklı özellikler bulabilmek de kullanıcılara büyük bir esneklik sağlamaktadır.
AutoCAD' de farklı katmanlarda, farklı renklerde ve farklı çizgi tiplerinde oluĢturduğunuz karmaĢık Ģekilleri dilerseniz blok olarak isimlendirip saklamanız ve gerektiğinde çağırmanız yeniden kullanmanız mümkündür. Hatta isterseniz bu bloklar bir takım yazılı bilgiler, nitelemelerde ekleyebilirsiniz. Ġsmi ile çağırdığınız her blok geldiğinde, iliĢtirdiğiniz yazılı bilgiler de otomatik olarak gelmektedir. AutoCAD, sadece veri tabanı yönetim sistemleri ile değil masa üstü yayıncılık sistemleri ile de iki yönlü iletiĢim kurabiliyor. Görüntüleri Post Sprit dosyası olarak okuyabilmesi ve aktarabilmesi AutoCAD'in kullanım alanını da geniĢletiyor. Çiziminizi EPS dosyasını (Encapsuiated PostScript) olarak masa üstü yayıncılık sistemine aktarabilmeniz veya PostScript yazıcılardan alabilmeniz, özellikle teknik dokümanlarının hazırlamasında size büyük olanaklar sağlıyor. Daha önceden kâğıda geçmiĢ çizimleri AutoCAD 'e aktarmak için sayılaĢtırıcı üzerinde kopyalamak ye da tarayıcı ile okuyup AutoCAD'in okuyacağı formata dönüĢtürmek için seçenekleriniz var. Diğer yazılımlar ile AutoCAD arasında grafik veri alıĢ veriĢi IGES veya DXF formatlarına uygun olarak kolaylıkla yapılabilir. AutoCAD her iki formatta da bilgi giriĢi ve çıkıĢı sağlayabilir.
-9-
DİŞLİ ÇARKLAR HAKKINDA BİLGİ DiĢliler en eski makine elemanlarıdır. Milattan önce sulamada ve kum saatlerinde kullanılmıĢlardır. Eskilerden günümüze birçok değiĢiklik yapılarak bugün kullanılan diĢliler elde edilmiĢtir. Pim profilli çarklar kullanılırken, verimi artırmak için evolvent profilli diĢli çarklar üretilmiĢ ve kullanılmaya baĢlanılmıĢtır. Verimin daha da artırılmasını amaçlayan mühendisler sikloid profilli diĢli çarkları geliĢtirmiĢlerdir. DiĢlerin profilleri dönmeleri esnasında birbirlerine çarpmadan, takılıp sıkıĢmadan ve birbirlerinin üzerinde kaymadan iç içe girip birbirlerini döndürerek hareketi iletebilecek Ģekildedir. Matematikçilerin 19. asır boyunca süren uzun çalıĢmaları sonucu bu problemin çözümü diĢ profillerinde episikloit ve daire açınımı profillerinin kullanılmasıyla çözüldü. Bugün diĢ profilleri evolvent Ģeklindedir. Evolvent, bir daire üzerinde yuvarlanan bir doğrunun üzerindeki noktaların geometrik yeri Ģeklinde tanımlanabilir. DiĢli çarklar, hareketi veya gücü dönen bir milden diğerine iletmekte kullanılan üzerine çeĢitli profillerde diĢ açılmıĢ makine elemanlarıdır. Düz diĢli, sonsuz diĢli, helis diĢli, çavuĢ diĢli vb. çeĢitleri vardır. Bir diĢli çark tek baĢına kullanılamaz, hareket için en az iki diĢli çark bulunmalıdır. DiĢli çark basit bir makinedir. Kısaca diĢliler de denir. Araba vitesi, kurmalı saat, mikser, bisiklet, el matkabı gibi makinelerde diĢliler vardır. Dönme hareketi iletilen iki mil arasında dakikadaki devir sayılarının oranı, hareketi ileten diĢli çiftinin çapları veya diĢ sayıları ile ters orantılıdır. DiĢli çarklar millerin birbirine göre konumlarına ve diĢli Ģekillerine göre değiĢik sınıflara ayrılırlar. BaĢlıca diĢli çark ve çeĢitleri Ģunlardır: Düz diĢliler: Birbirine paralel millerlerde hareket iletilmesinde kullanılırlar. En yaygın olan bu türde diĢler düz Ģekillidir. Helisel diĢli çarklar: Bu diĢlilerde, diĢler diĢli çark silindirine helisel olarak sarılmıĢlardır. Yani diĢler, diĢ eksenine paralel değil bir açı yapacak Ģekildedirler. Bu tür diĢli çiftlerinde diĢler birbirleriyle temasa geçerken bir önceki diĢler hala temas halindedirler. Birbirleriyle temas halindeki diĢ sayıları fazla olduğundan, düz diĢlilere göre daha yumuĢak ve sessiz çalıĢıp daha büyük güçleri iletebilirler. Vites kutularında ve büyük güç ileten diĢli mekanizmalarında yaygın olarak kullanılırlar. ÇalıĢma esnasında diĢlerin eğik olmasından dolayı eksenel yönde de bir kuvvet meydana getirdiklerinden bu kuvveti taĢıyabilecek Ģekilde yataklanmalıdırlar. Bu etkilerini dengelemek için çift yönlü helis Ģeklinde açılmıĢ ok veya çavuĢ diĢli denilen diĢliler veya iki helisel diĢli çifti beraber kullanılır. Kremayer diĢli: Burada diĢlerden biri silindirik diğeri ise çizgi Ģeklindedir. Dönme hareketini doğrusal hareket veya doğrusal hareketi dönme hareketine çevirmek için kullanılır. DiĢleri düz veya helisel olabilir. Konik diĢliler: Konik diĢlilerin biçimi kesik koniye benzer. Eksenleri belli bir açıyla kesiĢen diĢler arasında güç aktarımında kullanılırlar. Miller aynı düzlemde ve eksenleri kesiĢecek konumdadır. Eksenlerin birbirine dik olduğu tip en çok
- 10 -
kullanılır. Düz, helisel veya eğrisel olabilir. DiĢ profilleri evolvent değil okloit denilen özel bir eğri Ģeklindedir. Hipoit diĢli denilen eksenleri birbirini kesmeyen, aynı düzlemde bulunan miller arasında güç ileten tipleri de vardır. Sonsuz vida: Bu tür diĢlilerde eksenler ayrı düzlemlerde birbirlerine dik konumdadır. Küçük çark sonsuz vida ismini alır. Vidaya benzer Ģekildedir. Üzerine dolanan bir veya birkaç helisel diĢ bulunabilir. Mekanizma sonsuz vidadan tahrik edilir. Tahrik büyük diĢli çarktan yapılmaz. Yani hareket nakli tersinir değildir. Sonsuz vidanın çark üzerine sarıldığı gibi globoid mekanizma olmak üzere iki türü vardır. Bu mekanizmalarda diĢler arasındaki aĢırı sürtünme dolayısıyla verim düĢüktür. Fakat çok büyük çevrim oranları (1/30- 1/200) sağlanabildiğinden büyük oranda hız düĢürülmesi gereken yerlerde kullanılır. Planet mekanizmaları: Düz olan diĢli çarklardan meydana gelir. Büyük bir güneĢ diĢli çevresinde ve aynı zamanda daha büyük bir iç diĢlinin dıĢ güneĢ içinde dönen küçük birkaç planet diĢliden meydana gelen bir sistemdir. Bir planet mekanizmasında dıĢ güneĢ, planetler veya iç güneĢin sabit tutulması ve giriĢ çıkıĢın diğerlerinden sağlanmasıyla çeĢitli tahvil oranları elde edilebilir. Otomatik transmisyonda ve baĢka yerlerde kullanılır.
- 11 -
DiĢlilerin imalatı, yaygın olarak kullanılan büyük güçler taĢımayan ve devir sayıları düĢük diĢliler dökme demir, bronz ve alüminyum alaĢımlarından yapılır. Plastik (naylon, teflon) sinterlenmiĢ malzemelerde son zamanlarda yaygın Ģekilde kullanılmaktadır. Özel mukavemet isteyen yüksek devir sayılı büyük güç ileten makinelerde yüksek mukavemetli (krom-nikelli) çeliklerden faydalanılır. DiĢli çarklar daha büyük yük taĢıma kabiliyetine sahip olabilmeleri için ısıl iĢleme tabi tutularak sertleĢtirilirler. DiĢli çarklarının yüzey sertleĢtirilmesinde kullanılan usuller; semantasyon, endüksiyon, alev ve nitrürleme ile sertleĢtirmedir.
DüĢük güç ve hızla iletebilen diĢli çarklar döküm veya dövme ile imal edilebilirler. Küçük diĢliler beyaz alaĢımdan veya plastikten pres döküm olarak yapılırlar. Yüksek mukavemet ve hassasiyet istenen hallerde diĢliler talaĢ kaldırma yöntemlerine göre form freze ve yuvarlanma yöntemine göre açılabilirler. Form freze ve yönteminde kesici takımın profili, iĢlenecek çarkın diĢ profilinin aynısıdır. DiĢler taksimat tahribatı ile donatılmıĢ herhangi bir üniversal freze tezgahında kesilebilir. Bu yöntemde her seferinde diĢ geniĢliği boyunca diĢ aralığında bir kere talaĢ kaldırıldıktan sonra diĢ taksimatı kadar döndürülerek öteki diĢ aralığında talaĢ kaldırılır. DiĢler teker teker açıldığından hem yavaĢ hem de yuvarlanma yöntemi kadar hassas değildir. Yuvarlanma yönteminde diĢli açılacak taslak kesici takım beraberce hareket ederler. Kremayer, planya azdırma ve radyal planya olmak üzere üç diĢ açma yöntemi vardır. DiĢler çok hassas ve çabuk açılabilirler.
- 12 -
DÜZ DİŞLİ ÇARK FORMÜLLERİ
M: Modül
s: DiĢ dolusu
ha: DiĢüstü yüksekliği
Da: DiĢüstü çapı
e: DiĢ boĢluğu
hf: DiĢdibi yüksekliği
Do: Bölüm dairesi çapı
b: DiĢ geniĢliği
t: DiĢ adımı
Df: DiĢdibi çapı
α: Basınç açısı
Db: Temel dairesi çapı
z: DiĢ sayısı
B: DiĢ geniĢliği
Do = M * z Da = Do + 2 ha = Do + 2M
( ha = M )
Df = Do – 2 hf = Do – 2,4M
( hf = 1,2M )
t=M*π Dt = Do * cos α 𝑠=𝑡∗
19 40
𝑒=𝑡∗
21 40
B = 10 M
- 13 -
AUTOCAD İLE DÜZ DİŞLİ ÇARK ÇİZİMİ Bu bölümde diĢli çarkı çizmeye çalıĢacağız. Programda çizime baĢlamadan önce, diĢlinin ölçülerinin hesaplanması gerekir. Bu yüzden diĢlinin bazı ölçülerini kendimiz alacağız ve geri kalanını ise hesaplardan bulacağız. z = 30 adet M = 5 mm olsun. Buradaki değerler bizim hayali olarak verdiğimiz değerlerdir. Ġstenirse bu değerler değiĢtirilerek yine aĢağıdaki iĢlem sırası takip edilirse arzulanan diĢli elde edilebilir. Çizim sırasında iĢlemi, daha rahat gözlemlemek için modül değerini yüksek tutmaya çalıĢtım. Do = 5 * 30 = 150 mm Da = 150 + 2*5 = 160 mm Df = 150 – 2,4*5 = 138 mm
ha = 5 mm hf = 6 mm
α = 20° Dt = 150 * cos20° = 139,5 mm
B = 10*5 = 50 mm
- 14 -
1_Programı baĢlatarak çizime baĢlıyoruz. Bize sunulan seçeneklerden AutoCAD Classic’i iĢaretleyerek devam ediyoruz. 3d Modelling, AutoDesk’in 3 boyutlu çizimde hız kazanmak için geliĢtirmiĢ olduğu yeni bir arayüzdür.
2_Hesaplanan Do, Da, Df ve Dt çaplı çemberler eĢ eksenli olacak Ģekilde çizilir. Bunun için CIRCLE komutu kullanılır veya DRAW araç çubuğundan bu komuta tıklanır. Burada temel dairesi magenta renkte çizilmiĢtir.
- 15 -
3_Ekranı yakınlaĢtırdığımızda çözünürlük yeterli olmayabilir. Çözünürlüğü artırmak için VĠEWRES komutu kullanılır. Komut satırına bu komut girildikten sonra, Do you want fast zoom seçeneğine enter ile evet cevabı verilir. Daha sonra gelen satırda (1-20000) arasında uygun bir değer seçmemiz istenir. Biz bu değeri 10000 seçip çizime devam ediyoruz. Görüldüğü gibi çizginin kalitesi arttı.
- 16 -
4_DiĢli profili olan evolvent profilin çizimi belki de diĢli çizimindeki en zor aĢamadır. Bunun için evolvent profilin geometrik hesaplamalarını çıkarmak oldukça yorucu ve zor bir iĢtir. Biz bu iĢ için hazırlanmıĢ çizim yöntemini ve tabloları kullanıp diĢliyi çizmeye çalıĢacağız. Öncelikle profilin hesabı için iki adet çap değeri gereklidir ve bunlar modül ve diĢ sayısı değerleri yardımıyla tablodan bakılarak hesaplanır. z 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
R2 2,28M 2,40M 2,51M 2,62M 2,72M 2,82M 2,92M 3,02M 3,12M 3,22M 3,32M 3,41M 3,49M
R1 0,69M 0,83M 0,96M 1,09M 1,22M 1,34M 1,46M 1,58M 1,69M 1,79M 1,89M 1,98M 2,06M
z 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
R2 3,57M 3,64M 3,71M 3,78M 3,85M 3,92M 3,99M 4,06M 4,12M 4,20M 4,27M 4,33M 4,39M
R1 2,15M 2,24M 2,33M 2,42M 2,50M 2,59M 2,67M 2,76M 2,85M 2,93M 3,01M 3,09M 3,16M
Tablodan 30 diĢ adedi ve 5mm modül için R2= 20.3 ve R1=13.8 olarak seçildi.
5_ Eksen çizgilerinden dikey olanını t/4=3,925 kadar sağa ve sola offsetleyelim. Bunun için ofset komutu girildikten sonra ofset mesafesi ayarlanır ve offsetlenecek kısma tıklanır. Ters tarafa yine ofset komutunu kullanarak ya da mirror komutu ile aynalama yapabiliriz.
- 17 -
6_ R1 ve R2 çemberlerinin temel dairesi üzerindeki geometrik yerlerini hesaplayabilmek için, bölüm dairesini kesecekleri yer olan offsetlenmiĢ çizgilerden herhangi bir taraftakinden R1 ve R2 yarıçaplı çember çizilir. Bu çemberler kırmızı ile çizilmiĢtir. Burada kesiĢim noktasını tutturabilmek için OSNAP ayarlarından NODE kısmı seçili olmalıdır.
- 18 -
7_ġimdi kesiĢim noktalarını kaybetmemek için buralara nokta komutu ile iki adet nokta yerleĢtirelim. Bunun için önce üst menüden FORMAT → POINT STYLE seçilir. Ekrana gelen Point Style biçim penceresinde yer alan uygun nokta biçimi seçilir. Nokta büyüklüğü ( Point Size ) olarak Ģeklin boyutlarına göre uygun bir değer yazılır. Nokta büyüklüğünü ekrana göre göreceli olarak ayarlamak için Set Size Relative to Screen ifadesi seçilir. Daha sonra POINT komutunu kullanarak çemberlerin temel dairesini kestiği noktalara (X) biçiminde nokta iĢaretinin yer almasını sağlarız. Bu noktaları koyduktan sonra R1 ve R2 çemberlerini yeniden çizmek üzere silebiliriz.
8_ ġimdi yeni bulunan merkezlerden R1 ve R2 çemberlerini çizelim. Bu çemberlerden çapı küçük olan R1, Do-Df arasında, çapı büyük olan R2 ise Do-Da arasında geçerli olacağından geriye kalan kısımlar TRIM komutu ile silinir.
- 19 -
Önce büyük çemberi, sonrasında küçük çemberi bilinen sınırlar etrafında trimliyoruz.
9_ OluĢturduğumuz bu profili MIRROR komutu ile dikey eksen çizgisi etrafında aynalıyoruz. Bunun için öncelikle eksen çizgisinden offsetlediğimiz çizgileri silelim. Mirror komutunu girelim ve aynalanacak objemizi seçelim. Sonrasında program bizden aynalama eksenini isteyecektir. Bunun için dikey eksen çizgisini seçiyoruz. En sonunda program, bizden referans çizginin silinip silinmeyeceğini sorar. Buna entere basarak hayır yanıtını veriyor ve aynalama iĢlemini bitiriyoruz. Bu iĢlemlerden sonra diĢüstü dairesini silip diĢin üst kısmını LINE komutu ile birleĢtiriyoruz. Temel dairesiyle noktaları da artık ihtiyacımız kalmadığından silebiliriz.
- 20 -
10_ Bu iĢlemde diĢ dibine uygun bir kavis vereceğiz. DiĢdibi dairesi ile profilin kesiĢim noktasına 2mm lik bir kavis FILLET komutu kullanılarak verilebilir. Bunun için öncelikle filet komutu girilir ve radius değeri 2 olarak ayarlanır. Sonrasında kavis verilecek kenarlar seçilerek iĢlem tamamlanır. Diğer tarafa kavis verirken artık radius değerini ayarlamaya gerek yoktur.
- 21 -
11_ ġimdi sıra diĢ profilimizi merkez etrafında çoğaltmaya geldi. Bunun için ARRAY komutunu kullanacağız. Modify araç çubuğundan bu komuta tıklanıldığında ekrana bir diyalog kutusu gelir. Bu kutuyu aĢağıdaki gibi dolduruyoruz.
- 22 -
12_ Gerekmeyen çizgiler silindikten sonra EXTRUDE komutunu verebilmek için çizgiler birleĢmiĢ olmalıdır. Bunu ayarlamak için PEDIT komutunu kullanacağız. Komut satırına pedit yazılıp enterlenir ve multiple seçeneği seçilerek birleĢtirilecek çizgiler seçilir. Bundan sonra ekrana gelen seçeneklerden join seçeneği seçilerek çizgileri birleĢtirme iĢlemi tamamlanır.
13_Artık EXTRUDE komutu kullanılabilinir. DiĢli profili seçili iken araç çubuğundan extrude komutuna tıklanır ve yükseklik belirtilir. Daha iyi bir görünümle çalıĢabilmek için visualstyle araç çubuğundan conceptual seçeneği seçilir.
Bundan sonraki kısımlarda 3 boyutlu olarak çizimimize devam ediyoruz.
14_ Modelling araç çubuğundan UNION, SUBTRACT komutları kullanılarak diĢlinin iç kısmının biçimlendirmesi yapıyoruz. FILLET komutunu kullanarak gereken yerlere kavis veriyoruz. Kama kanalını açıyoruz.
- 23 -
- 24 -
15_ Artık diĢli çizimini bitirdik. Bundan sonra daha iyi bir görünüm elde etmek için ıĢık ve materyal düzenlemesi yapacağız. Daha rahat çalıĢabilmek için 3d modelling moduna geçiyoruz. Önce sağ taraftaki menüden materials seçeneğini seçiyoruz.
Seçimden sonra karĢımıza malzeme ayarlarıyla ilgili seçeneklerin bulunduğu bir diyalog kutusu gelir. Buradan brushed metal seçeneğini seçip diğer ayarları resimde görüldüğü gibi yapılır.
AutoCAD malzeme ayarlarından daha önceden tanımlanmıĢ materyaller kullanabileceğimiz gibi sıfırdan, tüm özelliklerinin (renk, parlaklık, saydamlık, pürüzlülük) kendimiz tarafından belirleneceği malzemeler de kullanabiliriz. Metal menüsünün brushed özelliği diĢli çarkımız için uygun olduğundan bu seçeneği seçiyoruz.
- 25 -
16_Materyalimizi seçtikten sonra malzemeyi net bir Ģekilde görebilmemiz için çizim alanına ıĢık eklememiz gerekir. Bunun için VĠEW menüsünden aĢağıdaki yol takip edilerek yeni spot ıĢıkları ekliyoruz.
17_ Son olarak yapmamız gereken eklediğimiz ıĢık ve materyal etkilerini ekranda gözlemleyebilmek için materials kontrol panelinden materyal ve ıĢık özelliklerini açmak olacaktır. Bunun için çubuğun ilk seçeneği basılı tutularak en aĢağıda yer alan materials and textures on seçeneği seçilir.
- 26 -
Bu seçeneği seçtiğimizde diĢli çarkın görünümü aĢağıdaki gibi olur.
DeğiĢimin daha iyi anlaĢılabilmesi için aĢağıdaki resmi hazırladım. Resimde sağ tarafta materyal ve ıĢık etkileri gözlemlenebiliyorken, diğer tarafta normal mod geçerlidir.
- 27 -
KAYNAKLAR
DiĢli Çarklar ve Redüktörleri http://tr.wikipedia.org
- M. Güven KUTAY
http://www.kalipteknolojisi.net
- 28 -
- 29 -
