Salyangoz dişlilerde tanımlamalar

dor1 mm Sonsuz vida orta çapı d2 mm S-vida çarkının taksimat çapı γor ° Ortalama helis açısı αn ° Normal kavrama açısı px mm Eksenel hatve db1 mm Sonsuz vida dış çapı dt1 mm Sonsuz vida iç çapı ht1 mm Sonsuz vida taban derinliği hb1 mm Sonsuz vida diş başı  yüksekliği b1 mm Sonsuz vida boyu hb2 mm Sonsuz vida baş yüksekliği pn mm Normal kesitte hatve pz mm Toplam hatve  Salyangoz dişli redüktörün avantajları: Diğer redüktörlere göre sessiz çalışırlar. Aynı değerde çevirme oranı veya moment iletiminde daha küçük boyutlara sahiptirler. Bir kademede imax ≈ 60 (100) kolaylıkla yapılır. Özel hallerde daha büyük oranlarada ulaşılır. Salyangoz dişli redüktörün sakıncaları: Yanaklardaki sürtünme yüksek olduğundan fazla aşınma olur. Verim oranı oldukça düşüktür. Eksenel kuvvetler çok büyük olduğundan oldukça dayanıklı
yataklama gerektirirler. 1.1 Silindirik salyangoz dişlilerde geometrik bağıntılar 1.1.1 Salyangoz dişlilerde çevirme oranı “i” Salyangoz dişlilerin çevirme oranı “i” genelde devir sayılarının oranının yanında, kademeye giriş ve çıkış momentlerinin verilmesiyle gösterilir. Çevirme oranını “i” veya diş sayısı oranını “u” ve kademe verimini “η“ ile gösterecek olursak, şu formülü elde ederiz. i [-] indeksine göre çevirme oranı u [-] diş sayısı oranı n1, n2 1/s indeksine göre devir sayısı z1, z2 [-] indeksine göre diş sayısı Mt1, Mt2 Nm indeksine göre moment ηtop % toplam kademe verimi  Aşağıda Tablo 1.1 de önerilen sonsuz vida diş sayısı “z1” ve buna bağlı çevirme oranı “u” verilmiştir. Görüldüğü gibi en küçük çevirme oranı imin ≈ 5 , üst sınır çevirme oranı olarak imax ≈ 50 ... 60 alınır. Çevirme oranı i > 60 da redüktörde normal olmayan boyutlar ve çok fazla
aşınma ortaya çıkar. 1.1.2 Sonsuz vida dişlisinin boyutları 1.1.2.1 Sonsuz vida dişlisi, pinyonun ortalama helis açısı “γor” Pinyon şaftında diş cıvata vidası gibi açılmıştır. Pinyonun ortalama helis açısı “γor” Şekil. 1.5 de
görüldüğü gibi sonsuz vida yanağı orta çapı ile eksene dik düzlem arasındaki açıdır. Bu açı salyangoz çarkında helis açısı “β” dır. Genelde γor ≈ 15...25° arası olur. Eğer pinyonun ortalama helis açısı “γor” yı cıvatada olduğu gibi hatve ve ortalama yanak çapı ile gösterirsek:
 ⋅π
β = γ =
or1
z1 or d
p tan tan F. 1.2

ve bu formülden γor bulunur. 
π
β = γ =
or1
z1 or d
p arctan F. 1.3
pz1 mm pinyondaki hatve
dor1 mm sonsuz vidanın orta çapı
Sonsuz dişlideki taksimatları yakından inceleyecek olursak, şu bağıntıları buluruz. 1.1.2.2 Sonsuz vida dişlisinin (Pinyonun) hatvesi “pz1”  pz1 = z1 . px F. 1.4  pz1 mm pinyondaki hatve z1 [-] Pinyonun diş sayısı
px mm Eksenel taksimat

Salyangoz dişliler

Bir makinada çalışacak redüktörde şu şartlar: tahrik ekseni ile çıkış ekseni bir birine dik, redüktör hacmi küçük, çevirme oranı büyük ve hareket frensiz durdurulması isteniyorsa. Bütün bu şartları en ekonomik olarak salyangoz dişli rediktör yerine getirir ve problem çözülmüş olur. Teknik deyimi ile sonsuz vidalı dişliler, genelde eksenlerinin izdüşümleri birbirine dik olan fakat kesişmeyen millerle gücü iletirler. Bu dişlilere aynı zamanda “Salyangoz dişliler” de denilir. Çünkü prensip krokisi çizildiğinde salyangozu andırırlar (bak Şekil. 1.1 ve Şekil. 1.2). Genel olarak bir salyangoz dişli çifti “Salyangoz redüktör” ü’dür. Salyangoz redüktörü, salyangoz dişlili mil, yani giriş mili ile tahrik edilen salyangoz çarkından ve buna bağlı çıkış milinden oluşur. Kademeyi oluşturan her iki dişli birer helisel dişlidir. Ancak küçük dişlinin helisi çapa göre çok büyük olduğundan dişler vida halini almışlardır. Bu nedenle küçük dişliye “Sonsuz Vida” veya “Salyangoz dişli” ve büyük dişliyede “Salyangoz dişli çarkı” denir. Salyangoz dişlilerin formu, ya “silindirik helis” (bak Şekil. 1.3) veya diskin üstüne sarılı gibi görünen “globoid helis” (bak Şekil. 1.6) olur. Sonsuz vida dişlileri silindirik spiral dişli çarkların özel halidir. Silindirik spiral dişli çarklarda diş yanaklarındaki nokta temasına karşın, salyangoz dişlilerde kavrama alanı içinde temas çizgisi vardır. Genelde çevirme oranı umin ≈ 5 ve umax ≈ 50...60 arası seçilir. Kademede vidanın ve çarkın helis yönleri aynıdır.
Sosuz vida şekilleri:

En çok kullanılan sonsuz vida şekli silindiriktir (Zylindrisch, Şekil. 1.3 ) ve Z olarak gösterilir. Sonsuz vidanın silindir şeklinde olmasına rağmen, sonsuz vida profilinin şekli imalat sistemine göre çeşitli olduğundan dört gruba ayrılır (DIN 3975). ZA- Sonsuz vida, A profilli sonsuz vida. İstenilen trapez şekilli aletle frezeleme veya taşlama usulüyle üretilirler. Eksenel kesitleri trapez şeklindedir. Seyrek kullanılan tiptir. ZN- Sonsuz vida, N profilli sonsuz vida. İşleme aleti γor açılıdır. Normaldeki kesitleri trapez şeklindedir. Seyrek kullanılan tiptir. ZK- Sonsuz vida, K profilli sonsuz vida. İşleme aleti helis açısı γor ayarlanır. Diskfreze veya disk 

taşlama ile ğretilir. Üretimleri çok ekonomik olduğundan, en çok kullanılan şekillerden biridir. ZE- Sonsuz vida, E (evolvent) profilli son-suz vida. Normal kesitleri evolventtir. Çeşitli sistemlerle üretilirler. Üretimleri çok ekonomik olduğundan, en çok kullanılan şekillerden biridir. 

Azdırma ile Dişli Açma Video

BİLGİSAYAR YARDIMIYLA DÜZ, HELİSEL, KONİK ve SONSUZ VİDA DİŞLİ MEKANİZMALARININ BOYUTLANDIRILMASI ve ANALİZİ

Bugün sanayide kullanılan dişli çarklar; silindirik dişli çarklar, konik dişli çarklar ve vida mekanizmaları olarak üç ana sınıfa ayrılırlar [1]. Bu üç sınıfın alt grupian da giriş ve çıkış millerinin konumuna, dişlerin profiline göre oluşturulur. Dişli çarklann boyutlandırılması ve modellenmesi alanlarında literatürde çok sayıda çalışma mevcuttur. Hefeng, Savage ve Knorr [2] yapakları çalışmada kremayer bıçak ile imal edilmiş silindirik düz
dişli çarkların bilgisayar ortamında modellenmesini gerçekleştirmiş ve geometrik ifadeler elde etmiştir. Rao [3] çalışmasında gerilme analizinde kullanmak üzere helisel dişli çarkların üç boyutlu modelini elde etmek için temel matematiksel denklemler vermiştir. Arıkan ve Tamar [4], çalışmalarında daha önceden Tsay [5] tarafından kullanılmış olan diş oluşrurma metodunu kullanarak, üç boyudu diş modelini Ideas programıyla gerçekleştirmişlerdir. Akkurt ve Engin [6] helisel dişli çarklann tasarımı için Autocad-ADS lisanını kullanan bir program geliştirmişlerdir. Bu programda, ilk aşamada girilen veriler kullanılarak önce dişli çark oyudandırılmakta vè imalatta kullanılabilecek çizimler Autocad programında otomatik olarak elde dilmektedir. Fetvacı [7], ANSYS sonlu elemanlar analiz programını kullanarak, iki boyudu düz dişli modellenmesini gerçekleştirmiş ve ANSYS programının parametrik dizayn modülünü etkin olarak kullanarak diş kuwederinin tatbikinde otomasyon sağlayan bir makro program geliştirmiştir. Argyris, Dormo ve Litvin [8] sonsuz vida mekanizmalannın temas çizgilerini belirleyerek grafiksel çözüm sunan bir programı Visual Basic yazıkm dilini kullanarak geliştirmişlerdir. Bu program, mekanizmanın iletim hatalanntn analizine imkan vermektedir. Çavdar ve Karpat [9] tarafından sunulan yayının devamı olarak hazırlanan bu çalışmada,
programlar ve yaklaşım tamamen yenilenmiştir. Dişli çarkların boyudandınlmasında kullanılan hesap yöntemlerinde genel olarak - diş dibi mukavemetine ve - yan yüzey mukavemetine göre modül (m) hesaplanarak başlanır. Hesaplamalarda sürekli mukavemet veya zaman mukavemeti isteğine bağlı olarak malzeme emniyet değerlerinin yanı sıra çalışma şardannı ifade eden çok sayıda faktör kullanılır. Bu faktörler, dişli çark hesaplamalarının uzun ve karmaşık olmasının nedeni olarak gösterilebilirler. Uygun sonuçlara ulaşılamadığında yaşanan, hesap adımlarında sıklıkla önceki adımlara geri dönme zorunlulukları da zaman kaybı ve hesap hatalanna neden olmaktadır. Dişli çark boyutlandırma süreci çeşitli alanlarda kapsamlı informasyonlar, tecrübe ve yoğun bir mühendislik çalışması gerektirmektedir. Tasarımcı hesaplama sürecinde faktörlerin ne anlama geldiğinden, dişli çark imalat bilgilerine kadar uzanan geniş bir yelpazede bilgiye ihtiyaç duyar. Tasarımcının bu bilgilere güvenli ve hızlı bir şekilde ulaşması tasarım sürecinin verimliliği için önemlidir.

Hazırlanan Bilgisayar Programı

Farklı platformlarda çalışan iki ayrı bilgisayar programı hazırlanmıştır. Programlar arasında veri aktarımı yoluyla ortak çalışma da yapılabilmektedir. Programların yapısı ve çalışması aşağıda tanıtılmaktadır: Program 1. Bu programda; düz, helisel, konik ve sonsuz vida dişli mekanizmalarının boyudandırılması ve "Autocad 2000" programında dişlilerin 2 boyutlu olarak modellenmesi gerçekleştirilmektedir. Bu programın hazırlanmasında "Visual Basic" programı kullanılmıştır. İlk adımda mekanizma türünün seçilmesi istenmektedir. Daha sonra seçilen mekanizma türüne göre değişen formlar sayesinde veri girişleri yapılıp, veri girişlerine göre oluşan hesap sonuçları anında görülebilmektedir. Kullanıcının verilerine bağlı olarak hesaplanan modül değerine yakın standarr modül kullanıcı tarafından tablodan seçilir. Modül değerinin belirlenmesiyle modüle bağlı olan dişli çark boyudan hesaplanarak kullanıcıya sunulmaktadır. Son aşamada, Autocad programı ile eş çalışılarak, mekanizmayı oluşturan dişli çarkların ön ve yan görünüşlerinden oluşan 2 boyudu modelleme resmi elde edilmektedir. Veri girişi ve sonuçların gösterimiyle ilgili programdan alınmış bazı örnek formlar ve Autocad programında yaptırılan bir örnek çizim Şekil 1 'de verilmiştir. Bu program ile hesap süreci en aza indirilerek parametrik tasarıma benzer bir çözüm amaçlannuşar. Burada; tek ya da çift kademeli dişli çark mekanizmalarının en az sürede, en az hata ile boyudandirilmasim sağlayan ilk adımın ardından ANSYS programında sonlu elemanlar analizi için kullanılabilecek 3 boyudu diş modeli de elde edilmektedir. Diş modelinin elde edilmesinde Colbourne [6] tarafından önerilen geometrik ifadeler kullanılmışür. Program mantığını anlatan işlem akışı Şekil 2'de verilmiştir. Bu program, ilkinden farklı bir olarak "Microsoft Excel®" uygulamasıdır. Excel'in formül yazma, makro yaratma ve "Visiual Basic" nesnelerini kullanılabilme özelliklerinden faydalanılarak hazırlanan programda işlemlerdeki hız ve hassasiyetinin yanı sıra görselliğiyle de kullanıcıya kolaylık sağlanmaktadır. Program, bazı örnekleri Şekil 3'te görülen çalışma sayfaları şeklinde hazırlanmış olup sayfalar arasında geçişler makrolara sahip butonlarla yapılmaktadır. Programda modül değerinin seçimiyle mekanizma boyutları hesaplanıp,sunulmasının yanı sıra model oluşturmak için gerekli diş profilini meydana getiren noktaların koordinatları da elde edilmektedir. Bu koordinadar diğer çizim programlarında da kullanılabilir. Dişli profili aktif ve aktif olmayan iki kısımdan
oluşmaktadır (Şekil 4). Aktif olan kısım evolvent eğrisi, diş dibi kısmı (trochoid) takım özelliklerine bağlı olarak elde edilen bir eğridir. Bu çalışmada elde edilen koordinatlar kremayer ve azdırma takımı ile elde edilen diş profiline aittir (Şekil 5). Takım başı kavis yarıçapı (R,.) 0,3.» olarak alınmıştır. Nokta koordinadarının elde edilmesinden sonra çalışma sayfasındaki bir link ile Borland Pascal programında dosya yazdırmak için bir ekran açılmaktadır. Koordinatlar girildiğinde seçime bağlı olarak ANSYS programında tek diş ya da tüm diş modelini otomatik olarak elde edilmesini sağlayacak .txt uzantılı bir Batch dosyası oluşturulmaktadır. Bu dosya ANSYS programı açılarak okutulduğunda diş modeli otomatik elde edilmektedir. Bu da model hazırlamak için harcanacak süreyi en aza indirmektedir. Model oluşturma aşamalan Şekil 6'da görülmektedir. Programda boyudandırmanın ardından yapılacak
analize yardımcı olmak amacıyla kuvvet hesabı, özellikle de temas çizgisinin eksene paralel olmadığı helisel diş için karmaşık olan tek dişe düşen kuvvet hesabı yapılmaktadır. Her iki programın tam olarak tüm fonksiyonlarıyla çalışarılabilmesi için kullanılacak bilgisayarda Microsoft Excel®, Borland Pascal, Autocad 2000 ve ANSYS programlarının kurulu olması gerekmektedir.

Sonuç

[9] nolu yayında tanıtılmış olan bilgisayar programının gelişmiş versiyonu olan, bu yayında tanıtılmaya çalışılan
her iki program da dişli çark tasarımındaki hesap aşamasını kolaylaştırıp, işlem süresini kısaltmaktadır. Ayrıca 2 ve 3 boyutiu modelleme için harcanacak süreyi en aza indirmektedir. Bu sayede farklı parametrelerle farklı çözümlere daha kolay ve kısa sûrede ulaşılmaktadır. Sanayide kullanılan dişli çarkların hızlı ve güvenli şekilde tasarımı için uygun olan bu programlar gelişmeye açık olarak tasarlanmıştır. Her iki programa da www20.uludag.edu.tr/~makelbd adresinden ulaşılabilir. Gelecekte; tasarımcılardan gelecek eleştiri ve isteklere bağlı olarak programlar sürekli güncellenecek ve databank içerisinde yer alan data ve nformasyonlar arttırılacaktır. Gelişimde öncelikle; malzeme bilgileri, gürültüsü az tasarım, plastik dişli çarklar ve özel dişli
çark mekanizmalarının programa eklenmesi düşünülmektedir.

SONUÇLAR

CNC freze tezgahlarında modülü büyük olan kramayer düz dişlilerin imalatlarının rahat bir şekilde yapılabileceği, modülü küçük olan kramayer düz dişlilerin imalatlarının parmak freze çakısının çapından dolayı, G41 ve G42 çap telafisinin tam olarak yapılamamasından ayrıca çapları küçük olan çakıların kesici ağız yüksekliklerinin bir problem oluşturduğu görülmüştür. Parmak freze çakısının çapı imalatı yapılacak olan dişlilerin diş dibi yan radyüsünden  büyük olduğu zaman, çakı kesme yolu çakışmaktadır. Bu da modülü küçük olan dişlilerin imalatlarında bir problem olarak ortaya çıkmaktadır.

Bu çalışma ile boyutları verilen herhangi bir kramayer dişli için CNC kodları türetilirken, C programlama dili kullanılmış ve piyasada kullanılan CAD/CAM programlarına ihtiyaç kalmamıştır. Parmak freze çakısı seçilirken, iş parçası üzerinde çakı çaplarının dikkate alınması gerekir. Çakı çaplarına uygun parmak freze çakısı seçilmediği takdirde, kramayer dişlinin hatalı olarak imal edileceği görülmektedir. Bu sebeple parmak freze çakısının çapı çakı çapından daha büyük seçilmemelidir. Aksi takdirde kramayer dişli üzerindeki diş dibi çaplarının olduğu kısımlarda çakı yarı çapından dolayı parçanın CNC freze tezgahında gerçek ölçülerine göre imal edilemeyeceği görülmektedir. Ayrıca hazırlanan programda çakının, Z ekseni boyunca talaş kesme derinliği, işlenecek olan kramayer dişlinin malzemesi  ve kramayer dişlinin kalınlığı göz önünde bulundurularak seçilmelidir.

Sonuç olarak; bu çalışma ile kramayer dişliyi belirleyen temel büyüklükler, hazırlanan C programına dışardan girilerek CNC freze tezgahlarında kramayer dişlilerin imalatı için CNC kodlarının türetimi genelleştirilmiştir.