Upload
enginnerufukcoban
View
892
Download
44
Embed Size (px)
Citation preview
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
1
Proje Adı:3 kademeli Helisel Dişli Redüktör Tasarımı
Ufuk ÇOBAN 2007485019
E.Melih EREZ 2006508025
Proje kodu:
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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.
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
4
Şekil 1 İsometric Görünüş
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
5
Şekil 2:İsometrik görünüş
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
6
Şekil 3:Üst görünüş
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
7
Şekil 4:Ön görünüş
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
8
Şekil 5:Yan görünüş
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
9
Şekil 6:Saydam bakış
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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)
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
16
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 tıraşlanmış, taşlanmış Dişlinin Yataklanması: Dişli kutusu
gövdesine iyi yataklanmış
βo - helis açısı βo = 20° seçildi.
z3 2. Kademe pinyon dişlinin diş sayısı z3 =15 seçildi.
σem = σDSG / 1,5 σDSG = 16 (kp /mm2 ) yapı mukavemeti
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
n2 (Dişli çark Standart Modülleri)
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
Diş Başı dairesi çapı Pinyon
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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.
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
18
Diş başı boşluğu:
mm,,ddaS fk
k 2502
96,549617714,362
4302
Normal kesitte bolum dairesi üzerinde diş kalınlığı: Pinyon ve Çark
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
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 tıraşlanmış, taşlanmış Dişlinin Yataklanması: Dişli kutusu
gövdesine iyi yataklanmış
βo - helis açısı βo = 20° seçildi.
z5 3. Kademe pinyon dişlinin diş sayısı z5 =15 seçildi.
σem = σDSG / 1,5 σDSG = 16 (kp /mm2 ) yapı mukavemeti
σem= 16 /1,5= 10,667kp/mm2
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
n3 (Dişli çark Standart Modülleri)
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
Diş Başı dairesi çapı Pinyon
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Diş başı boşluğu:
mm,dd
aS fkk 3750
227,7194,265,49
265
03
Normal kesitte bolum dairesi üzerinde diş kalınlığı: Pinyon ve Çark
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
do3 do4 dk3 dk4 df3 df4 a0 sk Diş
boşluğu b (Diş genişliği)(mm) 15,9626068 57,46538 17,96261 59,46538 13,46261 54,96538 36,714 0,25 25
do5 do6 dk5 dk6 df5 df6 a0 sk Diş
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:
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
2. kademe Diş Kuvvetlerini Bulunması :
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
3. kademe Diş Kuvvetlerini Bulunması :
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
28
22 )()( EzyEzxegilme MMM
daN mm)()(Megilme 6,8093,4916,643 22 Burulma Momenti:
daN mm,dFM tburulma 968,331296156,41
2
Statik mil çapına göre :
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.
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
30
z
x
19,5 mmEx
1205,3
512,77
207,28
Mzx
1336,68 Eğilme momenti :
22 )()( EzyEzxegilme MMM
Fx 23,25 mm
64 mm
Ft2 Frx +Frx
E Fa3
Sol helis Sol helis
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
31
daN mm)()(M egilme 7,17993,120568,1336 22 Burulma Momenti:
daN mmdFM tburulma 06,1170294,2375,97
2
Statik mil çapına göre :
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
d mil çapı 15 mm olarak bulundu.
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
33
z
x Ftx+Frx
K L
228,12
2398,14
Eğilme momenti :
22 )()( EzyEzxegilme MMM
daN mm)()(M egilme 89,2937,169714,2398 22 Burulma Momenti:
daN mmdFM tburulma 6,3666202,7575,97
2
Statik mil çapına göre :
Lx
Fa3
Mzx
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
d mil çapı 20 mm olarak bulundu.
5,1d , )6,366689,2937(49232
kabul3 2
122
statikdd Mil malzemesi C60 seçilmiştir.
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
uygundur.rulman numaraları 6001 59,141600C
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
; 0,28esonucu İterasyon 00717,0285
44,20
r
a
o
a
CF
uygundur.rulman numaraları 16002 37,548560C
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
; 0,281esonucu İterasyon 087,0405
58,35
r
a
o
a
CF
uygundur.rulman numaraları 16004 238,65695C
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
P< emP olduğuna göre yüzey basıncı açısından emniyetlidir. Makaslama:
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.
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
P< emP olduğuna göre yüzey basıncı açısından emniyetlidir. Makaslama:
2
2
/ 13,49,02175,0
22/49
/ 3,33202257,366622
mmdaNkkks
mmdaNdlb
M
beyAk
em
d
< em olduğuna göre makaslama açısından emniyetlidir.
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
41
Çıkış mili rulman analizi
Units
TABLE 1 Unit System Metric (mm, kg, N, °C, s, mV, mA)
Angle Degrees Rotational Velocity rad/s
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
49
FIGURE 5 Model > Static Structural > Solution > Fatigue Tool
FIGURE 6 Model > Static Structural > Solution > Fatigue Tool
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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,
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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
Ufuk ÇOBAN 2007485019 Melih EREZ 2006508025
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