Dynamic modelling and analysis of split-torque face-gear systems
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: MUSTAFA ÖZGÜR AYDOĞAN
Danışman: HASAN NEVZAT ÖZGÜVEN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, alın-dişli sistemi yapıları için, operasyonda fiziksel olarak önemli olan tüm etkileri göz önüne alan, tork-ayrımlı sistemlerde kullanılacak gelişmiş bir dinamik analiz modeli geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu yeni model ile alın-dişli sisteminin, maruz kaldığı yüklemeler altındaki doğrusal olmayan tepkileri araştırılmış ve bu yapıların dinamik kararlılığını ve sınır durumlarını tahmin etmeye yönelik yeni ve etkili bir metot geliştirilmiştir. Bu çalışmadaki ana motivasyon kaynağı, alın-dişli ihtiva eden aktarma sistemlerinde son dönemlerde gözlenen gelişmeler ve bu sistemlerin helikopter sanayisindeki kullanımıdır. Son otuz yılda, alın-dişli aktarma sistemleri birçok araştırmanın konusu olmuştur. Ama, alın-dişli kavrama direngenliği tam olarak modellenememiştir. Bu çalışma için, çok yerden kavramalı evolvent düz-dişliler tarafından sürülen tork-ayrımlı alın-dişli sistemi için doğrusal olmayan bir dinamik analiz modeli geliştirilmiştir. Bunun için, beş düz-dişli ve iki alın-dişli içeren bir toplu kütleli sistem kurulmuştur. Sistem, yedi dönme serbestlik derecesine sahiptir. Tüm dişli çarkların rijit disk olduğu varsayılmıştır. Kurulan tork-ayrımlı model, iki giriş, iki çıkış ve üç avare dişlisinden oluşmaktadır. Tüm kavrama parametreleri (kavrama direngenliği, kavrama sönümlemesi vs), zamanla değişen özelliğe sahiptir. Diş boşlukları modele, açıklık-tipi doğrusal olmayan bir eleman olarak dahil edilmiştir. Önerilen metot, dişli çiftine ait zaman değişimli kavrama direngenliğini, alın-dişli ve düz-dişli geometrisinden türetilen nokta bulutlarını kullanarak, Sonlu Şerit Metodu ile hesaplamaktadır. Doğrusal olmayan hareket denklemleri, Harmonik Denge Metodu ile kararlı hal cevapları için çözülmüştür. Sonuçların doğruluğu, nümerik integral çözümleri ile karşılaştırılmıştır. Kararlılık, Floquet Teorisi ve Poincare kesitlerinden elde edilen çatallanma diyagramları ile gözden geçirilmiştir. Her bir düz-dişli ve alın-dişlinin birbirine geçmesi sırasındaki kavrama fazı, etki eden statik tork miktarı ve diş boşluk değişimlerinin, sistem tepkisine etkisi araştırılmıştır. Altharmonik hareketin sistem cevabına etkisi gösterilmiştir. Ayrıca, sistemin tork-ayrım karakteristiği incelenmiştir.