Kardan kaplinlerindeki eksenel kayar mafsal sürtünmelerinden kaynaklanan kuvvetlerin analizi, taşıt şasi ve güç aktarma sistemlerinde oluşturduğu etkilerin incelenmesi

Abstract

KARDAN KAPLİNLERİNDEKİ EKSENEL KAYAR MAFSAL SÜRTÜNMELERİNDEN KAYNAKLANAN KUVVETLERİN ANALİZİ, TAŞIT ŞASİ VE GÜÇ AKTARMA SİSTEMLERİNDE OLUŞTURDUĞU ETKİLERİN İNCELENMESİ Recep ÇINAR Anahtar Kelimeler: Kardan mili, kamalı kayıcı mafsal, kayar mafsal, yaprak yay, kinematik analiz Özet: Kardan kaplinleri moment ve hareket iletimi esnasında sadece dönme hareketi yapmayıp taşıtlarda ve tarım makinelerinde kullanılması halinde, çalıştığı makine sisteminin kinematik yapısından dolayı eksenel boyut değişimine de zorlanmaktadır. Kamyon ve kamyonet gibi taşıtlarda, tahrik iletim ve süspansiyon sistemi genellikle kardan mili, yaprak yada helisel yay, diferansiyel ve şasiden meydana gelmektedir. Taşıt üzerindeki yük değişimi şasi ve diferansiyel ekseni arasında bağlı olan yaprak yayın elastik şekil değiştirmesine sebep olur. Bu durumda yaprak yayın şekil değişiminden dolayı universal tahrik milleri eksenel şekil değişimine maruz kalır. Bu yüzden kardan tahrik mili eksenel şekil değişim serbestliğine sahip olmalıdır. Bu serbestlik iki kardan mafsalı arasındaki kardan mili üzerine yerleştirilen kamalı kayıcı mafsal (kayar mafsal) ile elde edilir. Tork iletimi esnasında kamalı kayıcı mafsalın dişleri arasında sürtünme kuvveti meydana gelir. Bu çalışmada, taşıtm tork iletim hattı ve süspansiyon sisteminin kinematik analizi yapılarak yaprak yaydaki şekil değişimine bağlı olarak kamalı kayıcı mafsalın eksenel şekil değiştirme miktarı belirlenmiştir. Diğer taraftan model taşıt üzerinde yük değişimine bağlı olarak yaprak yaydaki deformasyonu belirlemek için deneysel bir çalışma yapılmıştır. Diğer bir deneysel çalışmayla da tork iletimi esnasında kamalı kayıcı mafsalda meydana gelen sürtünme kuvvetleri saptanmış ve kamalı kayıcı mafsal dişleri arasındaki sürtünme katsayısı belirlenmiştir. Deneyde iki farklı tip kamalı kayıcı mafsal kullanılmıştır. Birisi profilleri teflon malzemesi ile kaplı SAE 1 3/8` x 16C tipi diğeriyse profillerinde kaplama malzemesi kullanılmayan SAE 1 3/8` x 16C tipidir. Deneysel çalışmada iki tipinde yağlı ve kuru halleri kullanılmıştır. Profillerin yağlı olduğu durumda, profilleri teflon malzemesi ile kaplı SAE 1 3/8` x 16C tipi kamalı kayıcı mafsalın sürtünme katsayısı 0.081, profillerinde kaplama malzemesi kullanılmayan mafsalın ise 0.127 olarak tespit edilmiştir. Profillerin kuru olduğu durumda, profilleri teflon malzemesi ile kaplı SAE 1 3/8` x 16C tipi kamalı kayıcı mafsalın sürtünme katsayısı 0.078, profillerinde kaplama malzemesi kullanılmayan mafsalın ise 0. 148 olarak tespit edilmiştir. Bu çalışmada, kamalı kayıcı mafsalda meydana gelen sürtünme kuvvetinin diferansiyelde, vites kutusu uzantısında ve ara yatak üzerinde oluşturduğu etkiler hesaplanmıştır. ii `& *s>- `f$*$^

ANALYSIS OF FRICTION FORCE, OCCURRED ON THE SPLINED JOINT, AND DETERMINATION OF ITS EFFECT ON THE VEHICLE TRANSMISSION SYSTEM Recep ÇINAR Keywords: Propeller shaft, splined slip - joint, slider joint leaf spring, kinematics analysis Abstract: The Cardan joints drive lines, especially using in the vehicles and agricultural machines, not only exposed to rotational motion and torque transmission but also subjected to axial motion because of kinematics structure of the transmission system. In the vehicles, such as truck and lorry, transmission system and suspension system generally consist of drive shaft leaf or helical spring, differential and chassis. The changing of the load on the vehicle causes the elastic displacement of the leaf springs, which are connected between chassis and differential axis, then due to system kinematics the displacement of the leaf springs subject to axial displacement of universal drive shaft. Thus cardan drive shaft should be able to axial displacement freedom. On the drive shaft the axial displacement obtain from the splined slip joint also known as the slider joint that is placed on the drive shaft, which are between two cardan joints. The friction force occurs between teeth of splined slip joint while transmitting torque. In this study, kinematics analysis of the vehicle transmission and suspension system also described hotchkiss drive system has been conducted to determine the axial displacement amount of splined slip joint depending on the displacement of leaf springs. On the other hand an experimental study has been performed to determine the displacement of leaf springs related with the load changing on the sample vehicle. The other experimental study has been conducted to determine the friction force of splined slip joint while transmitting torque and coefficient of friction between the teeth of the splined slip joint. Two different types of splined slip joints were used in the experiment. One of them is SAE 1 3/8` xl6C type coated with Teflon and the other one is SAE 1 3/8` xl6C type uncoated. Each of them was used in the experimental study both lubricated and dry. On the lubricated condition, the coefficient of friction of SAE 1 3/8` xl6C type coated with Teflon splined slip joint was determined as 0.081 and uncoated as 0.127. On the dry condition, the coefficient of friction of SAE 1 3/8` xl6C type coated with Teflon splined slip joint was determined as 0.078 and uncoated as 0.148. In this study, the effect of the friction force, which is occurred on the splined slip joint, on the differential also known as final drive, intermediate support bearing and gear box extension drive has been calculated. m