Bilgisayar Destekli Diferansiyel Tasarımı
-
Upload
okan-deniz -
Category
Automotive
-
view
3.994 -
download
8
description
Transcript of Bilgisayar Destekli Diferansiyel Tasarımı
DANIŞMAN
YRD.DOÇ.DR.EROL SOLMAZ
PROJE SORUMLULARI
ANIL BAYTEMUR
OKAN DENİZ
BİLGİSAYAR DESTEKLİ DİFERANSİYEL
TASARIMI
DİFERANSİYEL NEDİR?
• Diferansiyeller şaftla aks arasında bulunan bir güç aktarma organıdır.
Aracın motorundan şaft vasıtasıyla iletilen kuvveti aracın konumuna göre
akslar arasında paylaştırır.
Şekil 1.Diferansiyel Görünümü
DİFERANSİYELİN GÖREVLERİ
• Şafttan gelen hareketin hızını düşürerek momentini arttırır.
• Virajlarda iç tekerin yavaş dış tekerin daha hızlı dönmesini sağlayarak
tekerleklerin sürtünmeden ve aracın savrulmadan rahat viraj almasını
sağlar.
• Arkadan çekişli araçlarda gelen hareketin yönünü 90 derece, önden çekişli
araçlarda gelen hareketin yönünü çevirir.
Şekil 2.Diferansiyel Görünümü
DİFERANSİYEL YAPISI VE PARÇALARI
• Diferansiyellerin yapılarını arkadan itişli ve önden çekişli olmak üzere iki
grupta incelemek daha uygun olur. Ancak yapıda ve parçalarda köklü bir
farklılığın olmadığı görülmektedir. Tek değişiklik, önden çekişli diferansiyelde
hareket, vites kutusu çıkış milinden alınan hareket helisel dişli olan mahruti
dişliye verilmektedir. Arkadan itişli diferansiyellerde ise hareket, şafttan konik
dişli olan mahruti dişliye verilmektedir.
Şekil 3.Diferansiyel Görünümü
Şekil 4.Diferansiyel Parçaları
1.MAHRUTİ DİŞLİ : Motordan gelen hareketi şaft vasıtasıyla alıp kendinden
büyük olan ayna dişliye aktarır.
Şekil 6.Mahruti Dişli
2.AYNA DİŞLİ : Mahrutiden aldığı hareketi kendine bağlanmış olan kafese
(kutuya) aktarır.
Şekil 7. Ayna Dişli
3.DİFERANSİYEL KAFESİ (KUTUSU) : Ayna dişlisine bağlı olup
aynadan aldığı hareketi dolaylı olarak pinyon dişlilerine aktarır.
Şekil 8. Diferansiyel Kutusu
4.PİNYON (İSTAVROZ) DİŞLİ : Diferansiyel kafesine bağlı olup kafesten
aldığı hareketi akslara iletir.
Şekil 9. Pinyon Dişlisi
5.AKS DİŞLİSİ : Pinyon dişlisinden aldığı hareketi akslara iletir.
Şekil 10. Aks Dişlisi
• PİNYON VE AKS DİŞLİLERİN ÇALIŞMA ESNASINDAKİ KONUMU
Şekil 11. Pinyon-Aks Dişlisi Genel Görünüş
Şekil 12. Pinyon-Aks Dişlisi Genel Görünüş
DİFERANSİYELDE KULLANILAN DİŞLİ ÇEŞİTLERİ
• Hipoid dişli kullanılarak aracın ağırlık merkezi yere yaklaştırılmış ve
güçlükler yenilmiştir.
• Gerek düz ve gerekse helisel konik ayna-mahruti dişlilerinde, ayna dişlisi ile
mahruti dişlileri aynı merkez ekseninde kesişmektedir. Diğer bir ifade ile
denilebilir ki ayna ve mahruti dişlileri birbirini tam ortadan kesişmektedir.
Hipoid dişlilerde mahrutinin ekseni, ayna ekseninin altından geçer. Bir bakıma
mahruti ekseni ayna dişlisinin dik eksenini merkezin biraz altında keser. Böyle
bir dişli sistemi ile kardan milini biraz daha aşağıya almak mümkün olmuştur.
Şüphesiz kardan milinin biraz daha aşağıdan bağlanması araç ağırlık
merkezinin yere yaklaştırılmasını sağlamıştır.
Şekil 13.Mahruti ve Ayna Dişlisi
• Özetle diferansiyel ayna-mahruti dişlisi olarak düz konik dişliler, helisel
konik dişliler ve hipoid dişliler kullanılmıştır. Günümüzün tüm
otomobillerinde hipoid dişli sistemi kullanılmaktadır.
Şekil 15.Hipoid Konik DişliŞekil 14.Düz Konik Dişli
HAREKET İLETME ORANLARI
• Arka akslarda kullanılan redüksiyon veya hareket iletme oranları genellikle
3:1 ile 4.5:1 arasında değişir. Ayna-mahruti arasında 3:1 veya 4.5:1 gibi bir
hareket iletme oranı transmisyonun çıkışından alınan momentin 3 kat ya da 4.5
kat artmasına imkân verir.
DİFERANSİYEL DİŞLİ KUTUSU VE YATAKLAR
• Diferansiyel dişli kutusu bir muhafaza içine yerleştirilmiştir. Bu muhafazaya
diferansiyel taşıyıcısı denir.
Şekil 16.Diferansiyel Dişli Kutusu
DİFERANSİYELİN ÇALIŞMASI
• Diferansiyelin çalışmasını ileri düz gidiş ve virajda çalışması olarak iki gruptaincelenir.
1. İleri Düz Gidiş
Hareket, şaft vasıtasıyla mahruti dişliye gelir. Mahruti dişli hareketinikendisinden büyük olan ayna dişliye hızı azaltılmış olarak verir. Ayna dişliyebağlanmış olan diferansiyel kafesine geçen hareket kafes içerisindeki aksdişlilerine bağlantı olmadığı için geçemez. Ancak kafese bağlı olan istavrozdişlilerine hareket iletilmiş olur. İstavroz dişlilerine bağlı olan aks dişlilerinehareket istavroz millerinin kilitlenmesiyle geçer. Kısaca diferansiyel kafesi dönerbununla birlikte bağlı olan istavroz dişlisi ve aks dişlisi de hareket ederek akslarahareket verilir. İleri harekette kesinlikle istavroz dişli kendi ekseni etrafındadönmez.
2. Virajlarda Gidiş
Araç herhangi bir viraja girdiğinde iç tekerin yavaş, dış tekerin ise hızlı dönmesiistenir. Hareket şafttan mahruti dişliye ve oradan da ayna dişliye geçen hareket,diferansiyel kafesine iletilir. İç tekerlek sürtünmeden dolayı yavaşlamaya çalışırkenaks dişlisinin de dönmesini sağlar. Ancak diferansiyel kafesi aynı hızda dönmeyedevam edeceği için, istavroz dişlilerin milinden iterek döndürmek isteyecektir.İstavroz dişlilerde durmak isteyen aks dişlisinin üzerinden tekerlenmeye(dönmeye) başlayacaktır. Aynı zamanda diğer aks dişlisini de döndürecektirler.Böylece bir aks dişlisi durmaya çalışırken diğer aks dişlisi daha hızlı dönecektir.Bu harekette iç tekerin yavaş dış tekerin hızlı dönmesini sağlayacaktır.
Video 1. Diferansiyel Çalışma Prensibi
ARAÇ ÇEKİŞ TİPİNE GÖRE DİFERANSİYELLERİN ÖZELLİKLERİ
1.Arkadan İtişli Araçlar: Diferansiyelin yapısı genellikle daha önceden
sabitlenmiş olan arka aks kovanı içerisine yerleştirilirler. Pinyon dişli gövde
içerisine iki konik rulmanla oturtulmuştur. Ayna dişli ve diferansiyel kutusu iki
yan rulmanla diferansiyel gövdesi içine tek parça hâlinde yerleştirilmişlerdir.
Ayna ile pinyon arasındaki dişli boşluğunu ayarlamak için her iki tarafa iki yan
rulmanının arkasına şimler ya da diş tarafına ayar somunu yerleştirilmiştir. Aks
dişlilerine, aks milleri frezeli dişliler aracılığı ile bağlanmıştır.
Şekil 17.Arkadan Çekişli Araç Diferansiyeli
2.Önden Çekişli Araçlar: Diferansiyel vites kutusu ile birleştirilmiştir. Ayna
dişli olarak bir helisel dişli kullanılmaktadır. Bu dişli diferansiyel kutusu ile
birleştirilmiş ve iki yan rulman arasına oturtulmuştur. Rulmanların yanlarına
ayar şimleri yerleştirilmiştir. Akslar, aks dişlisi içerisine frezelerle geçerek
bağlanırlar. Genelde iki adet istavroz dişlisi kullanılırken güçlü motorlarda dört
istavroz dişlisi kullanılır.
Şekil 18.Önden Çekişli Araç Diferansiyeli
TAŞITLARDA KULLANILAN DİFERANSİYEL ÇEŞİTLERİ
1. Standart Diferansiyel Dişli Kutuları
2. Kontrollü Kayma Yapabilen Diferansiyeller
2.1.Chrysler'in Sure-Grip Diferansiyeli
2.2. Anti-Spin Diferansiyel
3.Kayma Yapmayan Diferansiyeller
3.1.No-Spin Diferansiyeli
3.2.Tork-Moment Dağıtımlı Diferansiyel
3.3.Özel Maksatlı Diferansiyeller
3.3.1.Takviye Vitesi Çalıştırma Mekanizması
3.4.Planet Dişli Sistemli Diferansiyeller
3.5.Dört Çeker Araçlarda Diferansiyel
3.6.Sürekli Takviye Vitesli Sistem
TASARIM HESAPLAMALARI
TASARIM AŞAMALARI
• Diferansiyel tasarımını yaparken Catia V5 CAD programını kullanmış olup
tasarımımızı Uludağ Üniversitesi Motor Laboratuvarı’nda bulunan diferansiyel
üzerinden birebir ölçü alarak gerçekleştirdik. Kullandığımız başlıca ana
komutlar multi-section solid ve removed multi-section solid komutlarıdır.
Şekil 19. Diferansiyel Dişli Bileşenleri
Şekil 20.Diferansiyel Montajlı Hali (Önden Görünüş)
Şekil 21. Diferansiyel Montajlı Hali (Soldan Görünüş)
TASARIM PARÇALARININ TEKNİK RESİMLERİ
1.
Teknik Resim 1.Aks Dişlisi
2.
Teknik Resim 2.Aks Mili
3.
Teknik Resim 3.Ayna Dişlisi
4.
Teknik Resim 4.Mahruti Dişlisi
5.
Teknik Resim 5.Pinyon Dişlisi
6.
Teknik Resim 6.Pinyon Mili
SONLU ELEMANLAR METODU İLE
ANALİZ
Şekil 22. Pinyon Dişli SEM (FEM) Analizi
Şekil 23. Aks Dişli SEM (FEM) Analizi
Şekil 23. Mahruti Dişli SEM (FEM) Analizi
Şekil 24. Ayna Dişli SEM (FEM) Analizi
ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ
MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ
MOTOR LABORATUVARI ÇALIŞANLARINA
VE
YRD. DOÇ. DR. EROL SOLMAZ ‘A
YARDIMLARINDAN DOLAYI
TEŞEKKÜR EDERİZ.