1) Dişli yanak boşluğu (Backlash) nedir?
Dişli yanak boşluğu bir çift dişli üzerindeki eşlenik dişli diş yanakları arasındaki boşluk olarak tanımlanır. Herhangi bir dişli çiftinde, diş girişiminden kaynaklanan hasarı önlemek için yağlama film tabakası oluşturmak, ısınma ve genleşme sonucunda oluşabilecek sıkışmaları önlemek için belirli bir boşluk vermek gereklidir.
Diş yanaklarında boşluğun olmaması aşırı yüke, yatakların aşırı ısınmasına, yüksek sese ve hatta dişlinin erken kırılmasına neden olabilir.
Dişli yanaklarındaki boşluk değerinin fazla olması durumu, aşırı ses ve çıkış milinde konum dışı dönme hareketi gerçekleştirir. Boşluktan dolayı oluşan çıkış milindeki yüksek dönme hareketi redüktör kullanıcıları tarafından istenmez. Örneğin itfaiye araçlarında merdiveni döndüren dişli grubunda oluşan az bir boşluk, itfaiye merdiveninde yüksek sallantıya sebep olur.
Bir çift silindirik dişlinin boşluğu, bir milin dönüşünün kısıtlanması ve diğer milin dönme hareketinin, ucu referans çapına yakın konumlandırılmış manyetik tabanlı bir komparatör ile ölçülür. Silindirik dişlilerde boşluğu ölçerken giriş milinden ya da çıkış milinden ölçüm yapabiliriz.
2) Teorik yanak boşluğu
Düz ve helisel dişlilerdeki minimum ve maksimum teorik boşluk, aşağıdaki formüller kullanılarak hesaplanabilen “DIN 3967-1978 System of Gear Fits; Backlash, Tooth Thickness Allowances, Tooth Thickness Tolerances; Principles” standardına göre belirlenmiştir.
Teorik boşluğa üretim hataları, montaj hataları, dişli imalat toleransı, mil ve yatak toleransı, merkezler arası mesafe toleransı, mil salgı sapması gibi açısal boşluğa katkıda bulunan çeşitli faktörler sayabiliriz.
Dişlilerde kalite derecesi için teorik boşluk hesaplaması, merkezler arası mesafe toleransı ile üretim hatalarını göz önünde bulundurmalıyız.
DIN 3967-1978’e göre hesaplamalara diş sapmaları, ‘DIN 3964-1980 Deviations of Shaft Centre Distances and Shaft Position Tolerances of Casings for Cylindrical Gears’e göre hesaplanan eksen sapma hatasıda dahildir.
Dişli kutusu gövdesi ve dişliler arasındaki sıcaklık farkları da çalışma boşluğu belirlenirken düşünülerek dikkate alınmalıdır. Gövdenin sıcaklık farkı sebebi ile şekil değiştirmesi eksenler arasındaki mesafenin açılmasına veya kapanmasına yol açabilir.
3) Yanak boşluk açısı hesaplama
Örnek:
4) Sentil (Feeler Gauge) Çakısı ile boşluk kontrolü
Sentil ya da Feeler Çakısı; dişliler arası yanak boşluğunun hassas şekilde ölçümü için kullanılan, çelikten yapılmış çakı şeklindeki yaprak levhaya denir. Yaprak levhaların her biri 0,05 mm’den başlayarak 1 mm’ye kadar farklı belirli bir kalınlığı ifade eder. Aşağıda bulunan sağdaki resimde kontrol şekli görülmektedir.
İki dişli arasında boşluğa yapraklar tek tek sokularak boşluk değeri bulunur. Bu değer dişli yanak boşluğu ölçüsü Jbt değeridir.
5) Çok kademeli bir dişli kutusunda, dişli takımlarının yanak boşluklarının çıkış miline yansıması
Çok kademeli bir dişli takımında, dişli takımının çıkış miline yansıyan, her bir dişlinin doğrusal bir toplamı olarak ifade edilebilen toplam açısal boşluğu hesaplayabiliriz. Aşağıda yer alan şekildeki redüktör için çıkış dişlisinin miline yansıyan toplam açısal boşluk (θ_4) şu şekilde hesaplanır:
ji= mm olarak bireysel boşluğu ifade eder.
ri= Z1, Z2,Z3 ve Z4 dişli referans yarıçapı ölçüsü (mm cinsinden dişli yuvarlanma dairesi yarıçapı)
i2 =ikinci kademe çevrim oranı
6) Dişli yanak boşluğu nasıl düşürülür?
Dişli yanak boşluğunu düşürmek için yukarıdaki maddeler dikkate alınarak önce boşluk nedeni tespit edilmelidir.
Yeni tasarlanan projelerde eksenler arası ölçüleri değiştirebildiğimiz durumlarda eksenler arası mesafe düşürülerek dişli eksenleri birbirine yaklaştırılır. Bu yaklaşımla dişlilerin yanakları arasında boşluk ölçüsü azalır.
İmal edilmiş dişli kutularında eksen revizyonu yapılamıyorsa dişli imalatında Wk dişli kiriş ölçüsünün izin verilen tolerans değerleri içerisinde artırılması ile (profil kaydırma faktörünün +X pozitif oranda artırılması ile) dişli yanak boşlukları düşürülebilir.
Referanslar
[1] On-line measurement method of transmission backlash based on angular velocity and double-end angular position information – Ming Li1 , Ruirui Liang1, Yanshun Zhang1, Chuang Peng1, Dong Mu2 and ZhenWan
[2] DIN 3964-1980 Deviations of Shaft Centre Distances and Shaft Position Tolerances of Casings for Cylindrical Gears
[3] DIN 3967-1978 System of Gear Fits; Backlash, Tooth Thickness Allowances, Tooth Thickness Tolerances; Principles
[4] https://www.lnkedn.com/pulse/gear-backlash-walmr-fernandes-navarro
[5] Machinery’s Handbook 27th Edition
[6]Makine Elemanları Dizayn Konstrüksiyon– Derviş Düzgün 1999
