Düz dişli çarkların standart gerilme analizlerinin sonlu elemanlar yöntemi ile irdelenmesi

Abstract

Dişli çarklar iki mil arasında şekil bağıyla kuvvet ve hareket ileten makine elemanlarıdır. Özellikle son iki yüz yılın teknolojik gelişmeleri sayesinde, günümüzde başta taşıtlar ve iş makineleri olmak üzere hemen her makinede kullanılan bir eleman olmuşlardır. Günümüzün gelişmiş teknolojisinde, makine elemanlarının tasarımında sonlu elemanlar yöntemi güçlü bir araçtır. Bu çalışmada modelleme ve analiz, Ansys yazılımıyla gerçekleştirilmiştir. Ansys paket programı, bilgisayar ortamında modellenen parçaların farklı yüklemeler altındaki davranışlarını kısa sürede analiz etme imkanı sağlar. Teorik yöntem ve hesaplamalarla yapılan çalışmalar sonucunda parçanın prototipi yapılarak deney ve gerilme analizlerinin gerçekleştirilmesi yüksek maliyet ve zaman gerektirdiğinden, karşılaştırmalı nümerik analizlere tabi tutmak daha efektif bir yöntem olmaktadır. Pek çok mühendislik yazılımlarının güçlü modelleme editörleriyle oluşturulan parçanın prototipi iki veya üç boyutlu olarak modellenerek analiz edilebilmektedir. Bilgisayar grafik sistemleri gerçeğe uygun modelleme ve simülasyon yapmaya elverişli olmaktadır. Bilgisayar ortamında yapılan modellemelerde fiziksel modelin oluşturulması daha kolay ve düşük maliyetli olduğundan temel tasarım hatalarının en düşük maliyet ve insan yaşamında bir tehlike oluşturmaksızın belirlenip önlenmesinde önemli bir yer teşkil etmektedir. Bilgisayar grafik ve geometrik modelleme planlama, dizayn ve imalatın bütünleşmesinde bir adım haline gelmiştir. Bu çalışmada, dişli çarkların sınıflandırması yapılmış, verilen parametrelere uygun olarak dişli geometrisi oluşturulup mukavemet hesaplan ve gerilme analizleri önce standartlara uygun klasik hesaplama yöntemiyle gerçekleştirilmiş, ardından sonlu elemanlar yöntemiyle bilgisayar ortamında modellenerek gerilme analizlerine tabi tutulmuş, elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.