Asimetrik uçlu simetrik kremayer takımla imal edilen dişli çarklarda diş dibi eğilme gerilmelerinin azaltılması

Reduction of tooth root bending stresses in gears generated by symmetric cutter with asymmetric tip radii

Özet

Diş dibi, dişli çark çiftleri vasıtasıyla tork aktarımı sırasında maksimum eğilme geriliminin meydana geldiğibölgedir. Diş dibi yarıçapındaki artış, evolventten trokoide yumuşak bir geçiş sağlar ve kök kritik kesitkalınlığını ve atalet momentini dişin bükülmesine karşı arttırır. Yukarıda bahsedilen nedenlerden dolayı dişdibindeki yarıçap, diş dibi eğilme gerilmesinde önemli bir etkiye sahiptir. Öte yandan, dişli çarklarda dişkökünün kritik kesitindeki yarıçap, esasen kesici takımın uç yarıçapından etkilenir. Genellikle normalmodüle bağlı olarak tanımlanır ve “kesici takımın uç yarıçap katsayısı” olarak adlandırılır. Bu çalışmadaanalizi yapılan dişli çarkların diş dibi, simetrik ve asimetrik uçlu, simetrik profilli kesici takım kullanılarakmodellenmiştir. Simetrik profilli kesici takımın simetrik ve asimetrik uç yarıçaplarının diş dibi eğilmegerilmesine etkisi, diğer tüm dişli parametreleri sabit tutularak incelenmiştir. İlk olarak, dişlinin süren vesürülen tarafları için (literatürde verilen) kesici takımın simetrik uç yarıçap katsayıları kullanılmıştır. Dahasonra büyük yarıçaplardan faydalanmak için dişli diş profilinin iki yüzü için kesici takımın asimetrik uçyarıçap katsayıları kullanılarak, diş yanağının süren veya çekme gerilmesi tarafındaki eğilme gerilmesimümkün olduğunca azaltılmaya çalışılmıştır. Asimetrik uçlu kesici takım kullanılarak modellenen dişliçarkların diş dibi eğilme gerilmelerinde %10 azalma elde edilmiştir.

Abstract

Tooth root fillet is the maximum bending stress concentration region during a torque transmission via gear pairs. Increase in gear root fillet radius provides a smooth transition from involute to trochoid and increases root critical section thickness and moment of inertia against bending of tooth. For the reasons just mentioned above, gear tooth root fillet has an important effect on gear tooth root bending stress. Fillet radius at critical section of gear tooth root, on the other hand, is mainly affected by the tip radius of the cutting tool. It is generally defined in terms of normal module and is called as coefficient of cutter tip radius. In scope of this study, the effect of symmetric and asymmetric tip radii of cutter on root stress is examined by keeping all other gear parameters constant. For gears modeled in this study, first, symmetric (the same) tip radii coefficient of cutter for both drive and coast sides (as given in literature) are used, then asymmetric (different) tip radii coefficients of cutter for two sides of gear tooth profile are used to benefit from larger radii of curvature to reduce the bending stress on drive or tensile side of the flank. With reference to condition generated by standard symmetric tip radii of cutter, 10 % reduction in bending stress is obtained by using asymmetric tip radii of cutter for two sides of gear tooth profile.