Computer aided design of helical gear teeth profile for optimum motion transfer

Abstract

ÖZET OPTİMUM HAREKET İLETİMİ İÇİN HELİS DİŞLİ DİŞ PROFİLİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIMI KÜTÜK, M. Akif Yüksek Lisans Tezi, Mak. Müh. Böl. Tez Yöneticisi: Y. Doç. Dr. Nihat YILDIRIM Haziran 1997, 80 Sayfa Bu tezde, ince dilim teorisi kullanılarak helis dişlinin tasarım ve optimizasyonu sunulmuştur. Helis dişliler daha düşük iletim hatası için optimize edilmektedir, çünkü iletim hatası çalışma esnasında yüksek dinamik yüklere, titreşim ve gürültüye sebep olmaktadır. Helis dişliler yan yana konmuş ve helis açısı kadar kaydırılmış ince düz dişlilerle modellenmiştir. Böylece geçerliliği kanıtlanmış olan düz dişlilerde iletim hatası teorisi helis dişlilerin tasarım ve optimizasyonu için kullanılmıştır. Dişli optimizasyonununda, temel amacı tasarım yükünde düşük iletim hatası ve dişin kademesiz (daha yumuşak) yüklenmesi olan, basit bir deneme yanılma tekniği kullanılmıştır. İnce dilim teorisi temeline dayanan deneme yanılmayı yapmak için bir bilgisayar programı yazılmıştır. Bilgisayar programı tarafından bulunan optimizasyon sonuçlarının kaynaklardaki deneysel ve teorik sonuçlarla karşılaştırılması, tekniğin helis dişli optimizasyonunda başarılı olduğunu göstermiştir. Anahtar Kelimeler: İletim Hatası, Profil İyileştirilmesi, Dişlilerde Gürültünün Azaltılması iv

ABSTRACT COMPUTER AIDED DESIGN OF HELICAL GEAR TEETH PROFILE FOR OPTIMUM MOTION TRANSFER KÜTÜK, M. Akif M.S. in Mechanical Eng. Supervisor: Asst. Prof. Dr. Nihat YILDIRIM June 1997, 80 pages In this thesis, a study on the design and optimisation of helical gear teeth using the thin slice theory is presented. Helical gears are optimised for lower values of transmission error, because transmission error causes both kinematic inaccuracy and high dynamic loads, vibration and noise during operation. Helical gears are represented by thin spur gears packed together with an off-set between each one in accordance with the helix angle. Thus, well established transmission error theory of spur gears is used in analysis and design of helical gears. A simple iteration technique is used in optimisation of the teeth profile modification based on the objective function of minimum transmission error and gradual tooth load diagram at design load. A computer program is written to accomplish the iteration based on the thin slice theory and on the assumption made. Comparison of the optimisation results produced by the computer program with the theoretical and experimental results in literature has shown that the technique is satisfactory in optimising the helical gear modifications. Keywords: Transmission Error, Profile Modification, Gear Noise Reduction m