Öngerilmeli Poliamid 6 Dişlilerin Teorik ve Sonlu Elemanlar Yöntemiyle HesaplananYorulma Ömürlerinin Deneysel Sonuçlarla Karşılaştırılması

Yıl 2023, , 1424 - 1436, 31.07.2023

Hilal Can

https://doi.org/10.29130/dubited.1147489

Öz

Plastik malzemeler, özellikle yağlamanın mümkün olmadığı, gürültüsüz çalışma istenen yerlerde dişli çark malzemesi olarak gün geçtikçe artan oranda kullanılmaktadır. Plastik dişlilerde oluşan yumuşama hasarı benzersiz bir hasar türüdür. Plastik dişlilerin teorik olarak hesaplamaları yapılırken oluşan ısı göz önünde bulundurulmalıdır. Öngerilme uygulanan dişlilerde yorulma ömrünün arttığı tespit edilmiştir. Bu çalışmada, plastik dişlilerin hesaplamalarında kullanılan BS 6168 standardı ve diğer önemli yöntemler araştırılmıştır. Modülü 6 olarak seçilmiş dişlilerin ANSYS’de diş dibi gerilmeleri ve yorulma ömürleri belirlenmiş, BS6168 standardına göre elde edilen yorulma ömürleri ve diş dibi gerilmeleri ile üretilen numunelerin yorulma ömürleri karşılaştırılmıştır. Öngerilme uygulanan dişlilerin ANSYS modellemeleri ile deneysel bulgular karşılaştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Polimer dişli, Öngerilme, Sonlu elemanlar metodu, Hesap Yöntemleri

Kaynakça

• [1]. H. Can, “Öngerilmeli plastik dişli çark tasarımı,” Doktora Tezi, Makine Eğitimi Bölümü, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2004.
• [2]. A. W. Birley, R. J. Heath, M. J. Scott, Plastics Materials Properties And Applications, 2nd Edition, New York, ABD: Chapman And Hall, 1988, pp. 198-199.
• [3]. A. Uğuz, Kırılma Mekaniğine Giriş, Bursa, Türkiye: Uludağ Üniversitesi Basımevi, 1996, s. 168.
• [4]. F. Mendi, H. Can H, M. K. Külekci, “Fatigue Properties of Polypropylene Rack Gear Reinforced With Metalic Springs,” Materials and Design, vol. 27, no.5, pp. 427-433, 2006.
• [5]. ANON, “Plastic gear design basics,” Gear Technology, vol. 13, no. 4, pp. 1-6, 1996.
• [6]. A. Bravo, D. Koffi, L. Toubal, F. Erchiqui, “Life and damage mode modeling applied to plastic gears,” Engineering Failure Analysis, vol.58, no.1, pp.113-133, 2015.
• [7]. D. Walton, Y. W. Shi, “A comparison of ratings for plastic gears,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part C. Mechanical engineering science, vol. 203, no. 1, pp.31-38,1989.
• [8]. G. Crippa, P. Davoli, “Comparative fatigue resistance of fiber reinforced nylon 6 gears,” Journal of Mechanical Design, Transactions Of the ASME, vol. 117, no.1, pp. 193-198, 1995.
• [9]. G. Crippa, P. Davoli, C. Gorla, “Developments on rating methods for nylon 6 gears,” American Society of Mechanical Engineers, Design Engineering Division DE, vol. 88, no.1, pp. 745-751, 1996.
• [10]. H. J. M. Yelle, “Design of thermoplastic gears with an involute profile”, PhD thesis, University of Waterloo, Waterloo, ON, Canada, 1977.
• [11]. Non-metallic spur gears, BS 6168:1987, British Standard Institution
• [12]. V. R. Casanova, C. M. C. G. Fernandes, “Comparison of analytical methods to predict the bulk temperature in polymer spur gears,” Mechanism and Machine Theory, vol. 173, no.104849, pp.1-20, 2022.
• [13]. H. Can, E. Tan, “Comparison of The Fatigue Life of PA 6 Gears,” European International Journal of Science and Technology, vol. 7, No. 3, p. 65-74, 2018.
• [14]. S. Akkurt, M. Erten, “Analysis of plastic gear wheels in terms of calculation and construction,” 6th International Machine Design and Manufacturing Congress, 1994, pp. 453-462.
• [15]. M. Aksulu, M. Palabiyik, “The effect of surface roughness on the wear of polyamide 6,” Journal of Istanbul Technical University, vol. 8, no.2 pp. 63-71, 2011.
• [16]. E. Gullu, T. G. Yilmaz, “Investigation of surface pressure and deformations in ınternal and external gear wheels,” Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, vol. 32, no. 2, pp. 585-591, 2017.
• [17]. M. Karimpour, K. D. Dearn, D. Walton, “A kinematic analysis of meshing polymer gear teeth,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications, vol. 224, no. 3, pp. 101-115, 2010.
• [18]. M.C. G. F. Carlos, M.P.R. Diogo, C. M. Ramiro, M. Luis, H. O. S. Jorge, “Finite element method model to predict bulk and flash temperatures on polymer gears,” Tribology International, vol. 120, no.1, pp. 255–268, 2018.
• [19]. M. Kalin, A. Kupec, “The dominant effect of temperature on the fatigue behaviour of polymer gears,” Wear,vol.376–377, no. B, pp. 1339-1346, 2017.
• [20]. A.J.I., Housz, “Scuffing as a factor in the design of nylon gears,” Wear, vol.10, no.2, pp. 118-126, 1967.