Interference in External and Internal Gears

Year 2023, Volume: 64 Issue: 713, 652 - 669, 16.01.2024

Mahmut Cüneyt Fetvacı

Abstract

In this paper analytical approaches that determine interference in internal and external gears are investigated. For external helical gears, functional and production-type interferences are taken into consideration. Involute interference and fouling for internal spur gears are investigated. Equations in the literature for interference limits are examined. In addition, an equation is proposed that determines amount of profile shift to prevent involute intereference in internal spur gears. Computer programs written in BASIC have been developed for the both rack-type and pinion-type gear generation to investigate the effect of design parameters. Numerical examples are given based on the developed programs. This study can be used to check interference in the early stages of the gear design process.

Keywords

Involute gears, interference, undercutting

Dış ve İç Dişli Çarklarda Girişim

Abstract

Bu makalede iç ve dış dişlilerdeki girişimi belirleyen analitik yaklaşımlar araştırılmıştır. Dış helisel dişliler için fonksiyonel ve imalat tipi girişimler dikkate alınmıştır. İç düz dişliler için evolvent ve takılma girişimleri ele alınmıştır. Girişim limitleri için literatürde bulunan denklemler incelenmiştir. Ayrıca iç düz dişlilerde evolvent gişrişimi önlemek için verilmesi gereken profil kaydırma miktarını tayin eden bir denklem önerilmiştir. Tasarım parametrelerinin etkisini araştırmak için hem kremayer tipi hem de pinyon tipi dişli imalatı için BASIC programlama dili kullanılarak programlar geliştirilmiştir. Geliştirilen programlara dayalı olarak sayısal örnekler verilmiştir. Bu çalışma dişli tasarım sürecinin ilk aşamalarında girişim olup olmadığını belirlemek için kullanılabilir.

Keywords

Evolvent dişliler, girişim, alttan kesme

References

• Brauer, J. (2004). A General Finite Element Model Of Involute Gears. Finite Elements in Analysis and Design, 40(13-14), 1857-1872. doi:10.1016/j.finel.2004.02.002
• Budynas, R., & Nisbett, K. (2008). Shigley's Mechanical Engineering Design. India: Tata McGraw-Hill.
• Chang, S., & Tsay, C. (1998). Computerized Tooth Profile Generation and Undercut Analysis of Noncircular Gears Manufactured with Shaper Cutters. Journal of Mechanical Design, 120(1), 92-99. doi:10.1115/1.2826682
• Chen, Q., Song, C., Zhu, C., Du, X., & Ni, G. (2017). Manufacturing And Contact Characteristics Analysis Of Internal Straight Beveloid Gear Pair. Mechanism and Machine Theory, 114, 60-73. doi:10.1016/j.mechmachtheory.2017.04.002
• Çakır, A. (1989). Dişli Çark Kinematiği. İstanbul: İTÜ Makina Fakültesi.
• Fetvacı, M. (2018). Pinyon-Tipi Takımla İmal Edilen Standart Olmayan Dişlilerin Bilgisayar Simülasyonu. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33(1), 51-61. doi:10.17341/gazimmfd.406779
• Fetvacı, M. (2019). Pinyon-Tipi Takımla İmal Edilen Evolvent Düz Dişlilerinin Matematiksel Modellerinin Karşılaştırılması. Mühendis ve Makina, 60 (696), 178-191.
• Haberhauer, H., & Bodenstein, F. (2011). Maschinenelemente: Gestaltung, Berechnung, Anwendung. Heidelberg: Springer Verlag.
• Linke, H., Börner, J., & Heß, R. (2016). Cylindrical Gears: Calculation–Materials–Manufacturing. Nordersted: Carl Hanser Verlag.
• Litvin, F., & Fuentes, A. (2004). Gear Geometry and Applied Theory. Cambridge: Cambridge University Press.
• Liu, C., & Tsay, C. (2001). Tooth Undercutting of Beveloid Gears. Journal of Mechanical Design, 123(4), 569-576. doi:10.1115/DETC2000/PTG-14460
• Pedrero, J. I., Pleguezuelos, M., & Sánchez, M. B. (2023). Analysis of the Tip Interference in Low Gear Ratio Internal Spur Gears with Profile Modification. Forschung im Ingenieurwesen, 1-10. https://doi.org/10.1007/s10010-023-00683-6
• Şentürk, B. ve Fetvacı, M. (2020). Beveloid Dişli Çarkların Modellenmesi ve Alttan Kesme Analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(2), 901-916. doi:10.17341/gazimmfd.544038
• Vullo, V. (2021). Gears: Volume 1: Geometric and Kinematic Design. Cham: Springer.
• Yang, S. (2005). Mathematical Model Of A Helical Gear With Asymmetric Involute Teeth And Its Analysis. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 26(5-6), 448-456. doi:10.1007/s00170-003-2033-z
• Yu, D. D. (1989). On the Interference of Internal Gearing. Gear Technology. July/August, 12-44.