REDÜKTÖR PROJESİ

T.C PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MAKĠNE ELEMANLARI II REDÜKTÖR PROJESĠ Öğrencinin; Adı: Cengiz Görkem Soyadı: DENGĠZ No: 07223019

DanıĢman: Doç. Dr. TEZCAN ġEKERCĠOĞLU DENĠZLĠ 2010

REDÜKTÖR PROJESİ 1. Kademe Helis – 2. Kademe Helis

Verilenler: Giriş gücü ( P ) : 5 kw Toplam çevrim oranı ( iT ) : 14 Giriş devir sayısı ( n1 ) : 1300 d / d

1.Ön Hesaplamalar ve Mekanizma Özellikleri Toplam çevrim oranı : iT = 14 iT = i12 . i34 = 4 . 3,5 = 14 1. ve 2. dişli arasındaki çevrim oranı ( 1. Kademe ) : i12 = 4 3. ve 4. dişli arasındaki çevrim oranı ( 2. Kademe ) : i34 = 3,5 z1 : Giriş mili pinyon helis dişlisinin diş sayısı z1 = 21 z2 : Ara mili üzerinde döndürülen helis dişlinin diş sayısı z2 = z1 . i12 = 21 . 4 = 84 bulunur. z3 : Ara mili üzerinde bulunan pinyon helis dişlinin diş sayısı z3 = 16 z4 : Çıkış mili üzerinde döndürülen helis dişlisinin diş sayısı

z4 = z3 . i34 = 16 . 3,5 = 56 bulunur. Ψm : Modül genişlik oranı, Ψm1 = 10 ( 1. kademe ), Ψm2 = 12 ( 2. kademe ) α : Her iki kademe için kavrama açısı, α = 20˚ β : Helis açısı β1 = 24˚ ( 1. kademe ) β2= 20˚ ( 2. kademe ) Bütün hesaplamalarda emniyet katsayısı S= 1,5 alınmıştır. Dişli kutusunun tahrikinde düzgün çalışan elektrik motoru kullanılacak olup, iş makinesi olarak bantlı konveyör çalıştırılacaktır. Dişliler, azdırma yöntemiyle imal edilmiş ve dişleri taşlanmıştır. Miller, iyi yataklanmış ve sehimleri az olan mil kabul edilmiştir.

Mil Döndürme Momentleri ve Devir Sayıları 1 numaralı giriş mili için; n1 = 1300 d/ d Md1 =

= 9550 .

= 36,73 Nm = 36730 Nmm

2 numaralı ara mili için;

3 numaralı çıkış mili için;

2. Dişlilerin Modül Hesabı ve Boyutlandırılması 2.1. I. Kademe Helis Dişliler İçin Modül Hesabı Diş dibine göre kontrol Tüm dişliler için 16MnCr5 sementasyon çeliği seçilmiştir. mn1 = mn2 1 ve 2 numaralı helis dişlilerin modulleri

√

o

Modül değeri mn1 = 2 mm olarak seçildi. Md1 = 36730 Nmm 

ve x = 0 için Kf = 2,63

 Ki = 1 ( Düzgün çalışan elektrik motoru ve bantlı konveyör. )  Kv = 1,19 

ve iyi yataklanmış sehimi az olan düzgün helis dişli için

 Kε = 0,8

Diş dibinden kesilmeye göre emniyetli gerilme;

   

Kb = 1 (mn1 = 2 < 5 ) Ky = 0,93 (Rm = 1000 N/ mm2 ve dişliler taşlanmış ) σDD = 860 N/ mm2 ( 16MnCr5 sementasyon çeliği ve σFE = σDD ) Kç = 1 + q . ( Kt -1 )

TS 612’ ye göre r = 0,38.m = 0,38 . 2 = 0,76 mm ise q = 0,825 (

)

(

( ) )

( )

Kç = 1 + 0,825 . ( 1,28 -1 ) = 1,231

√

o

Yüzey Basıncına Göre Kontrol √

o mn = 2 mm seçilmişti. Md1 = 36730 Nmm     

Kα = 2,32 ( β = 24˚ ve x= 0 için kavrama açısı faktörü ) Ki = 1 ( Düzgün çalışan elektrik motoru ve bantlı konveyör ) Kv = 1,19 ( v1 = 3,1 m/s ve azdırma ile imal edilmiş ) Km = 1,2 ( iyi yataklanmış sehimi az olan düzgün helis dişli ) Kε = 1

Yüzey basıncına göre emniyet gerilmesi;

σHlim = 1470 N/ mm2 Kö = 1 ( 107 yük tekrarı )

o

√ mn1 ≥ 1,66 mm

mn1 = 2 mm olarak seçilmişti. Yüzey basıncına göre bulunan modül değeri seçilene yakın çıkmıştır. mn1 = 2 mm olarak alınabilir.

2.2. 2. Kademe Helis Dişliler İçin Modül Hesabı Diş dibine göre kontrol mn3 = mn4 3 ve 4 numaralı dişliler, √

o

Modül değeri mn3 = 3 mm olarak seçildi. Md2 = 146923 Nmm 

ve x= 0 için Kf = 2,88

 Ki = 1 ( Düzgün çalışan elektrik motoru ve bantlı konveyör )  Kv = 1,06 

ve iyi yataklanmış sehimi az olan düzgün helis dişli için

 Kε = 0,8

Diş dibinden kesilmeye göre emniyetli gerilme;

   

Kb = 1 (mn3 = 3 < 5 ) Ky = 0,93 (Rm = 1000 N/ mm2 ve dişliler taşlanmış ) σDD = 860 N/ mm2 ( 16MnCr5 sementasyon çeliği ve σFE = σDD ) Kç = 1 + q . ( Kt -1 )

TS 612’ ye göre r = 0,38.m = 0,38 . 3 = 1,14 mm ise q = 0,86 (

)

(

( ) )

( )

Kç = 1 + 0,86 . ( 1,289 -1 ) = 1,24

√

o

Yüzey Basıncına Göre Kontrol o mn = 3 mm seçilmişti. Md1 = 146923 Nmm

√

    

Kα = 2,36 ( β = 20˚ ve x= 0 için kavrama açısı faktörü ) Ki = 1 ( Düzgün çalışan elektrik motoru ve bantlı konveyör ) Kv = 1,06 ( v1 = 0,8 m/s ve azdırma ile imal edilmiş ) Km = 1,2 ( iyi yataklanmış sehimi az olan düzgün helis dişli ) Kε = 1

Yüzey basıncına göre emniyet gerilmesi;

σHlim = 1470 N/ mm2 Kö = 1 ( 107 yük tekrarı )

o

√ mn3 ≥ 3 mm

mn3 = 3 mm olarak seçilmişti. Yüzey basıncına göre bulunan modül değeri seçilen ile aynı çıkmıştır. mn3 = 2 mm olarak alınabilir.

3. I. Kademe Helis Dişlilerin Boyutları Pinyon dişlinin boyutlandırılması ( z 1 ) I. kademe helis dişli takımının modülü hesaplardan mn1 = 2 mm bulunmuştur.

n

αt1 = 21,273˚

o

o

Çarkın boyutlandırılması ( z 2 )

n

αt2 = 21,273˚ o

o

4. II. Kademe Helis Dişlilerin Boyutları Pinyon dişlinin boyutlandırılması ( z 3 ) II. kademe helis dişli takımının modülü hesaplardan mn3 = 3 mm bulunmuştur.

n

αt1 = 21,173˚ o

o

Çarkın boyutlandırılması ( z 4 )

n

αt2 = 21,173 o

o

5. Millerin Boyutlandırılması ve Yatak Kuvvetleri 5.1 Giriş Mili ( I. Mil) 1 numaralı pinyon dişlinin bölüm dairesi çapı;

Dişli çark tasarımında yekpare üretilecek mil ve dişli için; d~

…

dmil olm lıdır

y kl şık ol r k en f zl mil yaklaşık olarak en az mil çapı Giriş mili için eğilme ve burulma diyagramları;

n x - y düzlemi: ∑

∑

x – z düzlemi: ∑

∑

n

pı

Burulmadan oluşan gerilme C noktası ile kama bağlantısı arasındadır. En fazla gerilmeye maruz kalan nokta C noktasıdır. Bu noktadaki bileşke eğilme momenti; √ √ Dinamik yükleme ( yorulma ) durumunda eğilme ve burulma gerilmesi etkisindeki mil çapı hesabı; √

√(

)

(

)

( 16MnCr5 sementasyon çeliği ve eğilme durumu için mukavemet değeri) Kb = 0,9

( d=30 mm için boyut faktörü )

Ky = 0,93

( Rm = 1000 N/mm2 , taşlanmış yüzey)

Kç = 1,231

( Modül hesaplarında helis dişli için hesaplanan çentik katsayısı değeri )

Re = 600 N/mm2 √

√(

( d = 30 mm için mukavemet değeri ) )

(

)

Alınan çap bulunan çap değerinden büyüktür dolayısıyla C noktası emniyetlidir. Kama bağlantısından B yatağına kadar kritik noktaların kontrolü; Giriş milinin kama bağlantısından A yatağına kadarki kısım dalgalı değişken burulma gerilmesi etkisindedir. Dolayısıyla eğilme durumu söz konusu değildir. En tehlikeli kısım kama kanalının bulunduğu çaptır. A yatağının sol tarafında 14,5 mm uzaklıktaki çap kontrolü; √

Md1 = 36730 Nmm

( 16MnCr5 sementasyon çeliği ve eğilme durumu için mukavemet değeri)

Kb =0,95

( d = 20 mm için boyut faktörü)

Ky = 0,93 ( Rm = 1000 N/mm2 ) Kç = 2,18 ( Burulma durumu, Rm = 1000 N/mm2 ve A tipi kama için çentik katsayısı) 177,5 N/mm2 √ Kama kanalının bulunduğu çap 20 mm idi. 3,5 mm kama derinliğini çıkartırsak 20-3,5=16,5>11,67 olduğu için emniyetlidir. A yatağının sağ tarafında 7,5 mm uzaklıktaki 25 mm lik çapın kontrolü; √

√(

)

(

)

√

( 16MnCr5 sementasyon çeliği ve eğilme durumu için mukavemet değeri) Kb = 0,925 Ky = 0,93

( d=25 mm için boyut faktörü ) ( Rm = 1000 N/mm2 , taşlanmış yüzey)

Kç = 1 + q.( Kt -1 ) q = 0,85

( r = 1 mm, Rm = 1000 N/mm2 için çentik hassasiyet faktörü)

Kt = 1,7

( d/ D = 0,08 ve burulma durumu için)

Kç = 1 + 0,85. ( 1,7 – 1 ) = 1,595

Re = 600 N/mm2 √

( d = 25 mm için mukavemet değeri )

√(

)

(

)

25>9,64 mm olduğu için A yatağındaki çap uygundur. B yatağının 7,5 mm solundaki 25 mm lik çap kontrolü; √

√(

)

(

)

√

( 16MnCr5 sementasyon çeliği ve eğilme durumu için mukavemet değeri) ( d=25 mm için boyut faktörü )

Kb = 0,925


Ky = 0,93 Kç = 1 + q.( Kt -1 )


q = 0,85 Kt = 1,7

( d/ D = 0,08 ve burulma durumu için)

Kç = 1 + 0,85. ( 1,7 – 1 ) = 1,595

Re = 600 N/mm2 √

√(


(

)

25>9,78 mm olduğu için B yatağındaki çap uygundur.

Giriç mili imalat resmi

5.2 Ara Mili ( II. Mil) 3 numaralı pinyon dişlinin bölüm dairesi çapı;

Dişli çark tasarımında yekpare üretilecek mil ve dişli için; d~

…

dmil olm lıdır y kl şık ol r k en f zl mil yaklaşık olarak en az mil çapı

Konstrüksiyon kolaylığı için çap 35 alındı. Giriş mili için eğilme ve burulma diyagramları;

n

n

pı

n

x - y düzlemi: ∑

∑

∑


∑

n

Kama kanalının bulunduğu çapın kontrolü; √

√(

)

(

)

√



Ky = 0,93


Kç = 2,15

( Form A kama burulma durumu )

Re = 600 N/mm2 √


√(

)

(

)

d=17,43 mm < 30 - 5 = 25 mm olduğu için bu çap uygundur. D yatağının sağ tarafında 8,5 mm uzaklığındaki çapın kontrolü; √

√(

)

(

)

√


( d=25 mm için boyut faktörü ) ( Rm = 1000 N/mm2, taşlanmış yüzey)

Kç = 1 + q.( Kt -1 ) ( r = 1 mm, Rm = 1000 N/mm2 için çentik hassasiyet faktörü)

q = 0,85 Kt = 1,72

( D/d = 1,08 ve r/d = 0,08 )

Kç = 1 + 0,85. ( 1,72 – 1 ) = 1,612

Re = 600 N/mm2 √


√(

)

(

)

d=14,86 mm < 25 mm olduğu için bu çap uygundur. G noktasındaki çap kontrolü; √

√(

)

(

)

√



Ky = 0,93


Kç = 1,24

( Helis dişli için hesaplanmıştı.)

Re = 600 N/mm2 √

√(


(

)

22,88>35 mm olduğu için G noktasındaki çap uygundur.

E yatağının sol tarafında 8 mm uzaklıktaki çapın kontrolü; √

√(

)

(

)

√


( d=30 mm için boyut faktörü ) ( Rm = 1000 N/mm2, taşlanmış yüzey)

Ky = 0,93 Kç = 1 + q.( Kt -1 )


q = 0,85 Kt = 2,5

( D/d = 1,07 ve r/d = 0,03)

Kç = 1 + 0,85. ( 2,5 – 1 ) = 2,275

Re = 600 N/mm2


√ d = 15,29 mm < 30 mm olduğu için çap uygundur.

Ara mili imalat resmi

5.3 Çıkış Mili ( III. Mil) Dişli Kuvvetleri; Md3 = 514270 Nmm

n

n

Çıkış mili için eğilme ve burulma diyagramları; x - y düzlemi: ∑

∑

∑


∑

J noktasındaki çapın kontrolü; √

√(

)

(

)

√


( d=45 mm için boyut faktörü ) ( Rm = 1000 N/mm2 , taşlanmış yüzey)

( Form A kama, burulma durumu, Rm=1000 N/mm2 )

Kç = 2,15

Re = 550 N/mm2 √


√(

)

(

)

d=29,78 mm < 45 - 5 = 40 mm olduğu için bu çap uygundur. H yatağının sağ tarafında 9,5 mm uzaklıktaki çapın kontrolü; √

√(

)

(

)

√



Ky = 0,93

( Rm = 1000 N/mm2, taşlanmış yüzey)

Kç = 1 + q.( Kt -1 ) q = 0,85 Kt = 2,3

( r = 1 mm, Rm = 1000 N/mm2 için çentik hassasiyet faktörü) ( D/d = 1,05 ve r/d = 0,02)

Kç = 1 + 0,85. ( 2,3 – 1 ) = 2,105

√ d = 13,74 mm < 40 mm olduğu için çap uygundur.

I yatağının sol tarafında 8 mm uzaklığındaki çapın kontrolü; √

√(

)

(

)

√



Ky = 0,93

( Rm = 1000 N/mm2, taşlanmış yüzey)

Kç = 1 + q.( Kt -1 ) ( r = 1 mm, Rm = 1000 N/mm2 için çentik hassasiyet faktörü)

q = 0,85 Kt = 1,68

( d/D = 0,95 ve burulma durumu için )

Kç = 1 + 0,85. ( 1,68 – 1 ) = 1,578

Re = 600 N/mm2 √

√(


(

)

d=22,58 mm < 40 mm olduğu için bu çap uygundur. Çıkış milinin sonundaki kama için çap kontrolü √ Md1 = 514270 Nmm

( 16MnCr5 sementasyon çeliği ve eğilme durumu için mukavemet değeri)

Kb =0,875

( d = 35 mm için boyut faktörü)

Ky = 0,93 ( Rm = 1000 N/mm2 ) Kç = 2,175 ( Burulma durumu, Rm = 1000 N/mm2 ve A tipi kama için çentik katsayısı) 108,5 N/mm2 √ Kama kanalının bulunduğu çap 35 mm idi. 5 mm kama derinliğini çıkartırsak 35-5=30>28,9 olduğu için emniyetlidir.

ÇıkıĢ mili imalat resmi

6. YATAK SEÇİMİ 6.1 GİRİŞ MİLİ İÇİN YATAK SEÇİMİ

A yatağı: 1 numaralı pinyon dişli helis dişli olduğu için ve bu yatak sabit yatak olduğu için eksenel kuvvet vardır. A yatağına etkiyen bileşke radyal kuvvet; √

√

A yatağına etkiyen eksenel kuvvet; FAa = 1598 N A yatağı için silindirik makaralı 25 mm çapında NUP205E.TVP2 rulmanı seçildi. Rulman katalogundan seçilen standart değerler; C = 29 kN = 29000 N Çizelgeden standart değerler;

Dinamik eşdeğer kuvvet;

Yatağın nominal ömrü; ( ) n = n1 = 1300 d/d; (

p = 3,3333 ( Silindirik makaralı rulman için ) )

B yatağı: Bu yatak serbest yatak olduğu için eksenel kuvvet yoktur. B yatağına etkiyen bileşke radyal kuvvet; √

√

B yatağı için sabit bilyalı 25 mm çapında 6205 rulmanı seçildi. Rulman katalogundan seçilen standart değerler; C = 14,8 kN = 14800 N Dinamik eşdeğer kuvvet;

Yatağın nominal ömrü; ( ) n = n1 = 1300 d/d;

p = 3 ( Sabit bilyalı rulman için )

(

)

6.2 ARA MİLİNDEKİ YATAKLARIN SEÇİMİ

D yatağı: 2 numaralı dişli helis dişli olduğu için ve bu yatak sabit yatak olduğu için eksenel kuvvet vardır. D yatağına etkiyen bileşke radyal kuvvet; √

√

D yatağına etkiyen eksenel kuvvet; FDa = Fa3 – Fa2 = 2093,77 – 711,5 = 1382,27 N D yatağı için sabit bilyalı 25 mm çapında 6305 ETN9 rulmanı seçildi. Rulman katalogundan seçilen standart değerler; C = 26 kN = 26000 N Çizelgeden standart değerler;



p = 3 ( Sabit bilyalı rulman için ) )

E yatağı: Bu yatak serbest yatak olduğu için eksenel kuvvet yoktur. E yatağına etkiyen bileşke radyal kuvvet;

√

√

E yatağı için silindirik makaralı 30 mm çapında NU206E.TVP2 rulmanı seçildi. Rulman katalogundan seçilen standart değerler; C = 39 kN = 39000 N Dinamik eşdeğer kuvvet;


p = 3,3333 ( Silindirik makaralı rulman için ) )

6.3 ÇIKIŞ MİLİNDEKİ YATAKLARIN SEÇİMİ

H yatağı: Bu yatak serbest yatak olduğu için eksenel kuvvet yoktur. H yatağına etkiyen bileşke radyal kuvvet; √

√

H yatağı için sabit bilyalı 40 mm çapında 6008 rulmanı seçildi. Rulman katalogundan seçilen standart değerler; C = 17,8 kN = 17800 N Dinamik eşdeğer kuvvet;

Yatağın nominal ömrü; ( ) n = n3 = 92,85 d/d; ( I yatağı:


4 numaralı dişli helis dişli olduğu için ve bu yatak sabit yatak olduğu için eksenel kuvvet vardır. I yatağına etkiyen bileşke radyal kuvvet; √

√

I yatağına etkiyen eksenel kuvvet; FIa = Fa4 = 2093,77 N I yatağı için sabit bilyalı 40 mm çapında 6208 rulmanı seçildi. Rulman katalogundan seçilen standart değerler; C = 32,5 kN = 32500 N Çizelgeden standart değerler;


Yatağın nominal ömrü; ( ) n = n3 = 92,85 d/d; (


7. KAMA BAĞLANTISI YAPILAN DİŞLİ VE KAPLİNLERİN KAMA HESABI 7.1 (2) NOLU HELİS DİŞLİ –MİL BAĞLANTISINDA KULLANILACAK KAMANIN HESABI

Ara mil üzerinde 2 numaralı helis dişlinin kama bağlantısının yapılacağı çap 30 mm’ dir. Md2 = 146923 Nmm Kama malzemesi olarak E295 genel yapı çeliği seçildi.

Kama ile mil arasında yüzey basıncı kontrolü;

Kama ile göbek arasında yüzey basıncı kontrolü;

Kesilme kontrolü;

Kama ile göbek arasında oluşan yüzey basıncına göre yapılan kontrolde, kama uzunluğu maksimum çıkmıştır. Kama türü olarak A tipi uygu kaması seçilmiştir. Dolaysısıyla eşdeğer kama uzunluğu; Leş = L + b = 16,6 + 10 = 26,6 mm olmalıdır. Dolayısıyla standartlardan Kama TS147/9-A 10x8x28 şeklinde seçilir. 7.2 (4) NOLU HELİS DİŞLİ –MİL BAĞLANTISINDA KULLANILACAK KAMANIN HESABI Ara mil üzerinde 4 numaralı helis dişlinin kama bağlantısının yapılacağı çap 45 mm’ dir. Md3 = 514270 Nmm Kama malzemesi olarak E295 genel yapı çeliği seçildi. Kama ile mil arasında yüzey basıncı kontrolü;


Kesilme kontrolü;

Kama ile göbek arasında oluşan yüzey basıncına göre yapılan kontrolde, kama uzunluğu maksimum çıkmıştır. Kama türü olarak A tipi uygu kaması seçilmiştir. Dolaysısıyla eşdeğer kama uzunluğu; Leş = L + b = 33,2 + 14 = 47,2 mm olmalıdır. Dolayısıyla standartlardan Kama TS147/9-A 14x9x50 şeklinde seçilir. 7.3 GİRİŞ MİLİ İLE KAPLİN BAĞLANTISINDA KULLANILACAK KAMANIN HESABI Giriş mili üzerinde kaplin-mil kama bağlantısının yapılacağı çap 20 mm’ dir. Md3 = 36730 Nmm Kama malzemesi olarak E295 genel yapı çeliği seçildi. Kama ile mil arasında yüzey basıncı kontrolü;


Kesilme kontrolü;

Kama ile göbek arasında oluşan yüzey basıncına göre yapılan kontrolde, kama uzunluğu maksimum çıkmıştır. Kama türü olarak A tipi uygu kaması seçilmiştir. Dolaysısıyla eşdeğer kama uzunluğu;

Leş = L + b/2 = 7,47 + 6/2 = 10,47 mm olmalıdır. Dolayısıyla standartlardan Kama TS147/9-A 14x9x20 şeklinde seçilir. 7.4 ÇIKIŞ MİLİ İLE KAPLİN BAĞLANTISINDA KULLANILACAK KAMANIN HESABI Çıkış mili üzerinde kaplin-mil kama bağlantısının yapılacağı çap 35 mm’ dir. Md3 = 514270 Nmm Kama malzemesi olarak E295 genel yapı çeliği seçildi. Kama ile mil arasında yüzey basıncı kontrolü;


Kesilme kontrolü;

Kama ile göbek arasında oluşan yüzey basıncına göre yapılan kontrolde, kama uzunluğu maksimum çıkmıştır. Kama türü olarak A tipi uygu kaması seçilmiştir. Dolaysısıyla eşdeğer kama uzunluğu; Leş = L + b/2 = 49,8 + 10/2 = 54,8 mm olmalıdır. Dolayısıyla standartlardan Kama TS147/9-A 10x8x56 şeklinde seçilir.

Montaj resmi

REDÜKTÖR PROJESİ

Recommend Documents