Eklemeli İmalat Yöntemi ile Optimum Düz Dişli Çark Tasarımı ve Üretimi

Yıl 2021, , 1093 - 1103, 17.09.2021

Oğuz Doğan , Muhammed Safa Kamer

https://doi.org/10.17798/bitlisfen.912566

Cited By: 2

Öz

Dişli çarklar endüstride en çok kullanılan güç aktarma organı olarak karşımıza çıkmaktadır. Güç aktarımının olduğu hemen her yerde ilk sırada kullandıklarından dolayı, üzerlerinde bulundukları makinelerin toplam ağırlıklarını önemli ölçüde arttırmaktadırlar. Bu nedenle dişli geometrisi üzerinde gerçekleştirilecek hafifletme çalışmaları ile birlikte daha hafif ve sürdürülebilir makine tasarımları gerçekleştirilebilecektir. Bu çalışmada, eklemeli imalat yöntemi ve topoloji optimizasyonu yöntemleri kullanılarak, hafif yenilikçi ve sürdürülebilir bir dişli çark tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla öncelikle standart bir dişli geometrisi oluşturulmuştur. Ardından standart dişli çarka topoloji optimizasyonu uygulanarak optimum malzeme dağılımı belirlenmiştir. Elde edilen malzeme dağılımı, üretilebilirlik ve mukavemet kısıtları dikkate alınarak yeni bir dişli çark tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan yeni ve standart dişliye birim yükler uygulanarak, dişli çarkların mukavemet performansları test edilmiş ve karşılaştırılmıştır. Ardından tasarlanan standart ve optimize edilmiş dişli çarklar üç boyutlu yazdırma yöntemi ile üretilmiş ve kütle değişimleri ölçülmüştür. Sonuç olarak, standart dişli çarka göre % 30 oranında hafifletme sağlanırken, gerilme değerlerinde ise %15’ lik bir artış gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Düz dişli çarklar, Topoloji optimizasyonu, Eklemeli imalat yöntemi

Destekleyen Kurum

Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Birimi

Proje Numarası

2020 / 7 – 17 M

Teşekkür

Bu çalışma Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Birimi Tarafından 2020 / 7 – 17 M. Numaralı proje ile desteklenmektedir. Yazarlar Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi’ne teşekkürlerini sunmaktadır.

Kaynakça

• [1] Mura A., Cura F., Pasculli L. 2018. Optimisation Methodology For Lightweight Gears To Be Produced By Additive Manufacturing Techniques. Proc IMechE Part C: J Mechanical Engineering Science, 232 (19) : 3515 – 3523.
• [2] Yang G., Zhang J., Zhang Q., Wei X. 2014. Research On Lightweight Optimization Design For Gear Box. 7th International Conference Intelligent Robotics and Applications, 17 – 20 Aralık 2014, Guangzhou, 576 – 585.
• [3] Shah C., Thigale S., Shah R. 2018. Optimizing Weight of a Gear Using Topology Optimization. International Journal of Science, Engineering and Technology Research, 7 (6) : 403 – 406.
• [4] Petel M., Valiulla H., Khatod V., Chaudhary B., Gondalia V. 2019. Topology Optimization of Automotive Gear using FEA. International Journal of Recent Technology and Engineering, 8 (4) : 1079 – 1084.
• [5] Ramadani R., Belsak A. Kegl M. Predan J. Pehan S. 2018. Topology Optimization Based Design of Ligthweight and Low Vibration Gear Bodies. Int J. Simul. Model, 17 (1) : 92 – 104.
• [6] Liang M., Hu J., Li S., Chen Z. 2018. Topology Optimization of Transmission Gearbox under Multiple Working Loads. Advances in Mechanical Engineering, 10 (11): 1 – 7.
• [7] Dogan O., Karpat F., Yuce C., Kaya N., Yavuz N., Sen H. 2016. A novel design procedure for tractor clutch fingers by using optimization and response surface methods. Journal of Mechanical Science and Technology, 30 (6): 2615 – 2625.
• [8] Kaya N., Karen İ., Öztürk F. 2010. Re-Design of a Failed Clutch Fork Using Topology and Shape Optimization by the Response Surface Method, Materials and Design, 31: 3008 – 3014.
• [9] Yaykaşlı H., Kamer M.S., Akay O.E., Kaya A. 2019. Tabla Isıtmalı 3 Boyutlu Yazıcı ile Farklı Yazdırma Hızlarında Üretilen PLA Malzemelerin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. International Symposium on Advanced Engineering Technologies, 2 – 4 Mayıs 2019, Kahramanmaraş, 1194 – 1199.
• [10] Kamer M.S., Yaykaşlı H., Temiz, Ş., Kaya, A. 2019. 3 Boyutlu Yazıcı ile Farklı Renklerde ABS ve PLA Filamentler Kullanılarak Üretilen Çekme Numunelerinin İncelenmesi. 3. Uluslararası Matematik – Mühendislik – Fen ve Sağlık Bilimleri Kongresi, 29 Kasım – 1 Aralık 2019, Şanlıurfa, 420 – 426.
• [11] Tatlı O., Özgül H.G. 2020. Üç Boyutlu Yazıcı Tasarımı, İmalatı Ve Dolgu Geometrisinin Mekanik Özelliklere Etkisi. Internatıonal Journal of Surveys, Engıneerıng,Technology, 13 – 24.
• [12] Solmaz M.Y., Çelik E. 2018. 3 Boyutlu Yazıcı Kullanılarak Üretilen Bal Peteği Sandviç Kompozitlerin Basma Yükü Altındaki Performanslarının Araştırılması. Fırat Üniv. Müh. Bil. Dergisi, 30 (1): 277 – 286.
• [13] Uzun M., Gür Y., Usca Ü.A. 2018. Manufacturing of new type curvilinear tooth profiled involute gears using 3D printing. BAUN Fen Bil. Enst. Dergisi, 20(1), 278 – 286.