AI Summary & Key Takeaways
AI InsightOverall, it was concluded that the introduced stress relief holes had no substantial impact on reducing root stresses across the examined scenarios.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Stresses occurring at the gear root are critical for the durability and lifespan of the gear. High stress concentrations can lead to fatigue and failure; therefore, accurate analysis of these stresses is essential. In this study, the placement of stress relief holes to reduce root stresses in spur gears was investigated using the finite element method. The gear geometries were modeled and analyzed in ANSYS Workbench. The study was conducted in three phases: firstly, 15 models were analyzed by varying the hole diameter and center distance at five and three levels, respectively, for a single hole; secondly, 27 analyses were performed for double-hole configurations by varying hole diameter, distance from the root circle, and central angle at three levels each; finally, the effect of different cutting tool tip radii on the optimal hole configuration was examined. The results revealed that increasing hole diameter and center distance significantly increased the stress values. For double-hole cases, positioning the holes at a certain distance from the root circle and using larger central angles contributed to stress reduction. However, variations in cutting tool tip radius had no significant effect on the performance of stress relief holes. Overall, it was concluded that the introduced stress relief holes had no substantial impact on reducing root stresses across the examined scenarios.
Özet
Diş dibinde oluşan gerilmeler, dişlinin dayanıklılığı ve ömrü açısından kritik öneme sahiptir. Yüksek gerilmeler, erken yorulma ve hasara yol açabileceğinden, bu gerilmelerin doğru analiz edilmesi gereklidir. Bu çalışmada, düz dişli çarklarda diş dibi gerilmelerini azaltmak amacıyla gerilme giderme deliklerinin konumlandırılması sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmiştir. Oluşturulan dişli geometrileri, ANSYS Workbench’te analiz edilmiştir. Çalışma üç aşamada gerçekleştirilmiştir: İlk olarak, tek delik için delik çapı ve merkez uzaklığı parametreleri beş ve üç farklı seviyede değerlendirilerek 15 model analizi yapılmıştır. İkinci aşamada, çift delik için delik çapı, diş dibi dairesine uzaklık ve merkez açısı üç seviyede incelenmiş, toplam 27 analiz gerçekleştirilmiştir. Son aşamada ise, optimum delik konfigürasyonu üzerinde farklı kesici takım uç yarıçaplarının gerilme üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Analiz sonuçları, delik çapı ve merkez uzaklığının artmasının gerilme değerlerini belirgin şekilde yükselttiğini ortaya koymuştur. Çift delik senaryolarında, deliklerin diş dibinden belirli bir uzaklığa konumlandırılması ve geniş merkez açıları gerilme azaltımını desteklemiştir. Kesici takım uç yarıçapı değişiminin ise gerilme giderme performansı üzerinde anlamlı etkisi olmadığı bulunmuştur. Sonuç olarak incelenen üç senaryo için de açılan gerilme giderme deliklerinin gerilme düşüşü üzerinde belirgin bir etkiye sahip olmadığı tespit edilmiştir.