Helisel konik dişli çarklarda gerilmelerin sonlu eleman yöntemiyle incelenmesi

Bu çalışmada değişik tipteki konik dişli çarkların dişlerinde oluşan gerilmelerin değişimi, geometriye ve çalışma şartlarına bağlı olarak incelenmiştir. Bunun için dişlilerin helis açıları, profil kaydırma oranları, devir sayıları ve mil eksenlerinin kesişme açıları değiştirilerek farklı geometriler ve çalışma şartları elde edilmiştir. Geometrik karmaşıklıkları nedeniyle konik dişli çark sistemlerinin deney düzeneklerini hassas bir şekilde oluşturmak yüksek maliyetli olup kapsamlı bir araştırma yapmak için uygun olmayan bir yöntemdir. Oysa hesaplamalar doğru yapıldığında ve uygun bir analiz prosedürü tanımlandığında bilgisayar ortamında çok değişik modeller oluşturularak kapsamlı ve karşılaştırmalı analizler gerçekleştirilebilir. Dişlerde ortaya çıkan zorlanmaların geometri ve çalışma şartlarına bağlı olarak değişiminin incelenmesinde dört aşamadan oluşan bir yöntem kullanılmıştır. İlk aşamada, giriş parametrelerine bağlı olarak dişli çark sistemleri hesaplanmış ve bu hesaplara göre ortaya çıkan geometri parametreleri belirlenmiştir. İkinci aşamada, çıkış parametreleri kullanılarak bilgisayar ortamında dişli çark sistemi modellenmiştir. Sonraki aşamada, oluşturulan katı modeller ile üç boyutlu dinamik temas analizleri gerçekleştirilmiştir. Son aşamada ise analiz sonuçları karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Eğri uydurma yöntemi kullanılarak, her bir parametre için sonlu eleman analizi gerçekleştirilen noktalar ve bu noktalardaki gerilme değerleriyle çözüm aralığı içinde gerilme değerlerini hesaplayan bağıntılar elde edilmiştir. Bu bağıntılar için klasik tek değişkenli optimizasyon tekniği ile çözüm aralığındaki yerel ve bölgesel ekstremum noktaları belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre helis açısı, profil kaydırma oranı, devir sayısı ve mil eksenlerinin kesişme açısı temasta olan dişlerde meydana gelen maksimum gerilmeleri önemli derecede etkilemektedir.