Kardan mili ömür tayini için matematiksel model geliştirilmesi vedeneysel olarak doğrulanması

Abstract

Motorlu taşıtlarda, motorda üretilen gücün diferansiyele iletilmesini sağlayankardan milleri güç aktarma sistemindeki önemli elemanlardan biridir. Kardan milleridönme hareketi ve güç iletimi sırasında, iletim gerçekleştirdiği elemanlar arasında yolkoşullarına bağlı olarak ortaya çıkan açısal ve eksenel mesafe farklılıklarını kompanzeetmektedir. Açı kompansazyonu üniversal mafsallar ile sağlanırken, eksenelkompanzasyon kayıcı takım adı verilen birbiri ile eş çalışan spline profiline sahip birgrup parça tarafından yerine getirilir.Müşteri isterlerini yerine getirecek şekilde tasarlanan kardan milleri ilk olarakbilgisayar ortamında sonlu elemanlar analizi ile doğrulanır; dondurulan tasarımlara aitüretilen prototipler laboratuvar ve sonrasında araç testlerine alınarak uygunluğuaçısından değerlendirilir. Laboratuvar testleri kardan milleri için özel geliştirilmiş testcihazları üzerinde gerçekleştirilir. Testlerdeki girdiler ve başarı kriteri araç üreticileri(OEM) tarafından belirlenmektedir. Bu testleri gerçekleştirmek uzun sürelergerektirmekte ve bu durumda doğrulama sürecinin maliyeti de yüksek çıkmaktadır.Buradan yola çıkılarak ortaya konulan bu çalışmada, kardan mili emniyetli çevrimsayısını belirlemek üzere yapılan testlerle doğrulanan iki farklı yeni matematikselmodel geliştirilmiştir. Yeni geliştirilmiş olan bu iki matematiksel model atfen kısaltmakullanılarak Sen-Atik-I ve Sen-Atik-II olarak adlandırılmıştır. Burada, I ve IIrakamları modelin birinci veya ikinci model olduğunu ifade etmektedir. Geliştirilenyeni modeller ile hesaplanan emniyetli çevrim süreleri laboratuvar test sonuçları ilekarşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonrasında, yeni geliştirilen modellerdenSen-Atik-II'nin, test sonuçlarına en kötü durumda %4,84 fark ile yaklaştığı tespitedilmiştir. Böylece elde edilen bu yakınsama ile yeni geliştirilen modelSen-Atik-II'nin laboratuvar testleri yerine kullanılabileceği tespit edilmiştir.

The cardan shaft which transmits the power from the engine to the differantialin the motor vehicles is one of the vital elements in the driveline. Cardan shaftscompensate the angular and axial differences between the components in which thetorque is transmitted, during transmitting power and rotation movement. The axialcompensation is provided by a group of splined components which are mutual andcalled as slip assembly involves a group of opposing sliding components while angularcompensation is provided by the universal joints.Cardan shafts designed to meet customer requirements are first verified byfinite element analysis; prototypes produced for frozen designs are taken to laboratoryand then vehicle tests and evaluated in terms of suitability. Laboratory tests are carriedout by using special test machines developed for drive shafts. The inputs and successcriteria in the tests are determined by the vehicle manufacturers (OEM). Long testtimes also increase the cost of the verification process. In this study, two different newmathematical models have been developed, which have been verified by tests todetermine the number of safe cycles of the propeller shaft. These two new developedmathematical models are named as Sen-Atik-I and Sen-Atik-II by using anabbreviation. Here, the numbers I and II indicate that the model is the first or secondmodel. The safe cycle times calculated with the new developed models were comparedwith the laboratory test results. After the comparison, it was determined that Sen-Atik-II, one of the new developed mathematical models, gave the results to be close to thetest results within an deviation of 4,84% for the worst case. Thus, with this obtainedconvergence, it was determined that the new developed mathematical modelSen-Atik-II could be used instead of laboratory tests.