Dişli çeşitleri: yapısı, işlevi ve uygulaması

Dişliler, mekanik transmisyondaki en yaygın bileşenlerden biridir ve gücü iletmek, hızı ve yönü değiştirmek için çeşitli mekanik ekipmanlarda yaygın olarak kullanılır. Farklı uygulama senaryolarına uygun, her biri kendine özgü yapısı ve işlevi olan birçok dişli türü vardır. Bu makale, yapısal özellikleri, çalışma prensipleri, işleme teknolojileri ve farklı alanlardaki uygulamaları dahil olmak üzere yaygın dişli türlerini ayrıntılı olarak tanıtacaktır.

Dişlilerin temel prensipleri ve sınıflandırılması

Dişlilerin temel prensipleri

Dişliler, dişli dişlerinin birbirine geçmesi yoluyla güç ve hareket ileten mekanik elemanlardır. Çalışma prensibi, diş yüzeylerinin temas kuvveti yoluyla tork ve hareketi ileten iki dişlinin dişlerinin birbirine geçmesine dayanmaktadır. Dişli şanzıman, yüksek verimlilik, yüksek hassasiyet ve yüksek güvenilirlik özelliklerine sahiptir ve çeşitli mekanik sistemlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Dişlilerin sınıflandırılması

Dişliler yapılarına, şekillerine, amaçlarına ve işlenme yöntemlerine göre birçok şekilde sınıflandırılabilir. Yaygın sınıflandırma yöntemleri şunları içerir::

Dişli şekline göre sınıflandırma:

• Silindirik dişli
• Konik dişli
• Sonsuz dişli
• Dairesel olmayan dişli

Dişli ağ oluşturma yöntemine göre sınıflandırma:

• Dış kavrama dişlisi
• İç kavrama dişlisi
• Dişli ve raf

Dişli aktarım yönüne göre sınıflandırma:

• Paralel eksen dişli aktarımı
• Kesişen eksenli dişli şanzıman
• Kademeli eksen dişli iletimi

Dişli doğruluğu seviyesine göre sınıflandırma:

• Hassas dişli
• Sıradan dişli
• Düşük hassasiyetli dişli

Yaygın dişli türleri ve özellikleri

Silindirik dişliler

Silindirik dişliler, paralel miller arasındaki aktarıma uygun, silindirik bir yüzeye dağıtılmış diş profillerine sahip, en yaygın dişli türüdür.

Yapısal özellikler:

• Dişlinin diş profili genellikle iyi kavrama performansı ve yük taşıma kapasitesi ile kıvrımlı bir şekle sahiptir.
• Farklı iletim gereksinimlerini karşılamak için düz dişler, sarmal dişler veya balıksırtı dişler olarak tasarlanabilir.

Tip:

• Düz dişli: Diş hattı eksene paraleldir, yapısı basittir ve işlenmesi uygundur, ancak iletim sırasında eksenel kuvvet oluşacaktır.
• Helisel dişli: Diş hattı eksene belirli bir açıdadır, aktarım stabildir ve yük taşıma kapasitesi yüksektir ancak eksenel kuvvet dengesinin dikkate alınması gerekir.
• Balıksırtı dişli: Eksenel kuvveti otomatik olarak dengeleyebilen ve yüksek güç aktarımına uygun sol ve sağ helisel dişlerden oluşur.

Uygulama alanları:

• Otomobil şanzımanları, endüstriyel redüktörler, motorlar vb. gibi mekanik şanzıman sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.

Konik dişliler

Konik dişliler konik bir yüzeye dağılmış diş profillerine sahiptir ve kesişen miller arasındaki aktarıma uygundur.

Yapısal özellikler:

• Dişlinin diş profili genellikle kesişen iki eksenin iletimini gerçekleştirebilen kıvrımlı veya yay şeklinde diş şeklindedir.
• Aktarım sırasında rulmanlarla desteklenmesi gereken eksenel kuvvet oluşacaktır.

Tip:

• Düz konik dişli: Diş çizgisi eksenle kesişir, yapısı basittir ancak iletim gürültüsü büyüktür.
• Spiral konik dişli: Diş hattı yay şeklindedir, iletim düzgündür, gürültü düşüktür ve yük kapasitesi yüksektir.
• Spiral konik dişli: Diş hattı spiraldir, iletim verimliliği yüksektir ve yüksek hassasiyetli iletim için uygundur.

Uygulama alanları:

• Yaygın olarak otomobil diferansiyellerinde, mekanik direksiyon sistemlerinde, takım tezgahı iş mili tahriklerinde vb. kullanılır.

Sonsuz Dişli

Sonsuz dişli, kademeli miller arasında aktarıma uygun, sonsuz dişli ve sonsuz dişliden oluşan özel bir dişli aktarımı şeklidir.

Yapısal özellikler:

• Solucan bir ipliğe benzer ve sonsuz dişli çarkı helisel silindirik bir dişliye benzer ve ikisi helisel dişler arasında birbirine geçmiştir.
• İletim oranı büyüktür ve yapı kompakttır, ancak iletim verimliliği düşüktür ve genellikle iletimin azaltılması için kullanılır.

Tip:

• Sıradan sonsuz dişli: genel redüksiyon iletimi için uygundur.
• Helisel sonsuz dişli: daha istikrarlı iletim ve daha yüksek yük taşıma kapasitesi.
• Dairesel yay dişli sonsuz dişli: diş yüzeyi yay şeklindedir, yüksek iletim verimliliğine sahiptir ve yüksek hassasiyetli iletim için uygundur.

Uygulama alanları:

• Kaldırma makinelerinde, redüktörlerde, takım tezgahı besleme mekanizmalarında vb. yaygın olarak kullanılır.

Dairesel olmayan dişliler

Dairesel olmayan dişliler standart daire olmayan diş profillerine sahiptir ve özel aktarım gereksinimlerini karşılamak için kullanılır.

Yapısal özellikler:

• Dişlinin diş profili, özel aktarım gereksinimlerine göre tasarlanmıştır ve dairesel olmayan, eliptik veya diğer karmaşık şekillerde olabilir.
• Aktarım oranı zamanla değişir ve değişken hızlı aktarımın gerekli olduğu durumlar için uygundur.

Türler:

• Eliptik dişliler: Periyodik değişken hızlı iletim elde etmek için kullanılır.
• Hiperbolik dişliler: Yüksek hassasiyetli iletim elde etmek için kullanılır.
• Değişken diş kalınlığına sahip dişliler: düzgün olmayan iletim elde etmek için kullanılır.

Uygulama alanları:

• Yaygın olarak robot eklemlerinde, hassas aletlerde, havacılıkta ve diğer alanlarda kullanılır.

Dişli İşleme Teknolojisi

Dişli işlemenin temel yöntemleri

Dişli işleme için birçok farklı yöntem vardır. Dişlinin tipine ve hassasiyet gereksinimlerine göre farklı işleme teknikleri seçilebilir. Yaygın işleme yöntemleri şunları içerir::

Dişli azdırma:

• Dişli azdırma kesimleri iş parçası üzerindeki diş şeklini kesmek için kullanılır. Düz, helisel ve balıksırtı silindirik dişlilerin işlenmesi için uygundur.
• Yüksek işleme verimliliği ve hassasiyetine sahiptir ve en yaygın kullanılan dişli işleme yöntemlerinden biridir.

Dişli şekillendirme:

• Dişli şekillendirme kesimleri iş parçası üzerindeki diş şeklini kesmek için kullanılır. İç dişlilerin ve çok bağlantılı dişlilerin işlenmesi için uygundur.
• Yüksek işleme hassasiyetine sahiptir ancak nispeten düşük verimliliğe sahiptir.

Dişli frezeleme:

• Freze takımları ile iş parçası üzerinde dişli şekli kesilir. Küçük dişli partilerinin veya karmaşık şekilli dişlilerin işlenmesi için uygundur.
• İşleme hassasiyeti düşük ancak esnekliği yüksektir.

Dişli taşlama:

• Dişlilerin hassasiyetini ve yüzey kalitesini artırmak için dişliler taşlama taşları ile taşlanır.
• Otomotiv şanzıman dişlileri ve havacılık dişlileri gibi yüksek hassasiyetli dişlilerin işlenmesi için uygundur.

Modern dişli işleme teknolojisi

Teknolojinin sürekli ilerlemesiyle birlikte modern dişli işleme teknolojisi de yüksek hassasiyet, yüksek verimlilik ve karmaşık şekil işleme ihtiyaçlarını karşılamak için sürekli olarak gelişmektedir.

CNC işleme:

• Yüksek hassasiyetli dişli işleme, karmaşık diş şekilleri ve yüksek hassasiyetli dişliler üretebilen CNC takım tezgahları aracılığıyla elde edilir.
• CNC işleme teknolojisi, işleme verimliliğini ve hassasiyetini artırmak için dişli azdırma, dişli şekillendirme ve dişli taşlama gibi birden fazla işlemi birleştirir.

Hassas dövme:

• Dişli boşlukları, işleme paylarını azaltan ve malzeme kullanımını artıran hassas dövme teknolojisiyle üretilmektedir.
• Seri üretime uygundur ve üretim maliyetlerini önemli ölçüde azaltabilir.

Toz metalurjisi:

• Dişliler, yüksek hassasiyet, yüksek mukavemet ve hafiflik özelliklerine sahip toz metalurjisi teknolojisi ile üretilmektedir.
• Mikro dişliler ve hassas alet dişlileri gibi küçük boyutlu, yüksek hassasiyetli dişlilerin üretimi için uygundur.

Dişlilerin uygulama alanları

Otomotiv endüstrisi

Dişliler otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılmakta olup otomobillerin hemen hemen tüm aktarma sistemlerini kapsamaktadır.

Şanzıman dişlisi:

• Otomobil şanzımanında farklı hızlarda güç aktarımı sağlamak için kullanılır.
• Yüksek hassasiyet, yüksek yük kapasitesi ve iyi aşınma direnci gerektirir.

Diferansiyel dişli:

• Tekerleklerin diferansiyel iletimini sağlamak için otomobil diferansiyelinde kullanılır.
• Genellikle yüksek hassasiyet ve yüksek güvenilirlik gerektiren konik dişliler kullanır.

Direksiyon sistemi dişlisi:

• Direksiyon mekanizmasının iletimini sağlamak için otomobil direksiyon sisteminde kullanılır.
• Yüksek hassasiyet ve düşük gürültü gerektirir, genellikle helisel silindirik dişliler kullanır.

Havacılık alanı

Havacılık alanında, yüksek hassasiyet, yüksek mukavemet ve hafif tasarım gerektiren dişliler için son derece yüksek gereksinimler vardır.

Motor dişlileri:

• Uçak motorlarında güç iletimini ve hız regülasyonunu sağlamak için kullanılır.
• Genellikle yüksek mukavemetli alaşımlı çelik veya titanyum alaşımından yapılır ve hassas işleme ve ısıl işleme tabi tutulur.

Uçuş kontrol sistemi dişlileri:

• Yüksek hassasiyetli kontrol elde etmek için uçuş kontrol sisteminin iletim mekanizmasında kullanılır.
• Yüksek hassasiyet, yüksek güvenilirlik ve iyi yorulma direnci gerektirir.

İniş takımı dişlileri:

• İniş takımının uzatılmasını ve dönmesini sağlamak için iniş takımının geri çekme ve uzatma mekanizmasında kullanılır.
• Yüksek mukavemet ve yüksek güvenilirlik gerektirir, genellikle konik dişliler veya sonsuz dişliler kullanır.

Endüstriyel Makineler

Dişliler ayrıca endüstriyel makinelerde, çeşitli iletim sistemlerinde ve otomasyon ekipmanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Redüktör dişlileri:

• Yüksek redüksiyon oranları ve yüksek tork iletimi elde etmek için endüstriyel redüktörlerde kullanılır.
• Yüksek yük kapasitesi ve iyi aşınma direnci gerektirir, genellikle helisel silindirik dişliler veya balıksırtı silindirik dişliler kullanır.

Takım tezgahı dişlileri:

• Yüksek hassasiyetli işleme sağlamak için takım tezgahlarının mil aktarımında ve besleme mekanizmasında kullanılır.
• Yüksek hassasiyet ve düşük gürültü gerektirir, genellikle hassas taşlama kullanılır.

Robot eklem dişlileri:

• Yüksek hassasiyetli hareket kontrolü elde etmek için robot bağlantılarının aktarım mekanizmasında kullanılır.
• Yüksek hassasiyet, yüksek güvenilirlik ve iyi yorulma direnci gerektirir, genellikle dairesel olmayan dişliler veya harmonik dişliler kullanılır.

Medical ekipman

Dişliler ayrıca tıbbi ekipmanlarda da önemli uygulamalara sahiptir ve çeşitli hassas alet ve ekipmanların iletim sistemlerinde kullanılır.

Tıbbi ekipman dişlileri:

• Yüksek hassasiyetli kontrol elde etmek için tıbbi ekipmanın iletim mekanizmasında kullanılır.
• Genellikle paslanmaz çelik veya alüminyum alaşımından yapılmış, yüksek hassasiyet, yüksek güvenilirlik ve iyi korozyon direnci gerektirir.

Teşhis ekipmanı dişlileri:

• Yüksek hassasiyetli hareket elde etmek için teşhis ekipmanının iletim sisteminde kullanılır.
• Yüksek hassasiyet ve düşük gürültü, genellikle hassas taşlama gerektirir.

Rehabilitasyon ekipmanı dişlileri:

• Yüksek hassasiyetli hareket kontrolü sağlamak için rehabilitasyon ekipmanının iletim mekanizmasında kullanılır.
• Genellikle dairesel olmayan dişliler veya harmonik dişliler olmak üzere yüksek hassasiyet, yüksek güvenilirlik ve iyi yorulma direnci gerektirir.

Dişlilerin gelecekteki gelişme eğilimi

Yüksek hassasiyet ve yüksek verimli işleme

Teknolojinin sürekli gelişmesiyle birlikte dişli işleme, yüksek hassasiyet ve yüksek verimlilik yönünde gelişecektir. CNC işleme teknolojisi, hassas dövme teknolojisi ve toz metalurjisi teknolojisi gibi modern işleme teknolojileri, yüksek hassasiyetli, yüksek verimli ve karmaşık şekil işleme ihtiyaçlarını karşılamak için daha yaygın olarak kullanılacaktır.

Hafif ve yüksek performanslı malzemeler

Havacılık ve otomobil alanlarında hafif tasarım gelecekte önemli bir trend olacaktır. Yüksek mukavemetli alüminyum alaşımları, titanyum alaşımları ve kompozit malzemeler gibi yüksek performanslı malzemeler, hafif ve yüksek performanslı dişliler elde etmek için daha yaygın olarak kullanılacaktır.

Zeka ve otomasyon

Zeka ve otomasyon, gelecekteki dişli üretimi için önemli geliştirme yönleridir. Endüstriyel İnternet, büyük veri ve yapay zeka teknolojilerinin tanıtılmasıyla dişli üretim süreci otomatik ve akıllı hale getirilecek. Örneğin, akıllı CNC takım tezgahları, işleme verimliliğini ve kalitesini artırmak için işleme parametrelerini işleme verilerine göre otomatik olarak ayarlayabilir.

Yeşil üretim

Yeşil üretim, gelecekteki imalat endüstrisi için önemli bir gelişme yönüdür ve dişli imalatı da bir istisna değildir. Dişli üretimi, işleme teknolojisini optimize ederek, malzeme israfını azaltarak ve enerji tüketimini azaltarak sürdürülebilir kalkınmayı sağlayacaktır. Örneğin, verimli kesme aletlerinin ve optimize edilmiş işleme prosedürlerinin kullanılması kesme süresini kısaltabilir ve enerji tüketimini azaltabilir. Aynı zamanda işleme sırasında oluşan atıkların geri dönüştürülmesi ve yeniden kullanılması da çevre kirliliğini azaltabilir.

Sonuç

Mekanik transmisyonun temel bileşenleri olan dişliler, geniş bir uygulama alanına ve önemli rollere sahiptir. Bu makale, dişlilerin çeşitlerini, yapısal özelliklerini, işleme teknolojilerini ve farklı alanlardaki uygulamalarını ayrıntılı olarak tanıtmaktadır. Teknolojinin sürekli ilerlemesiyle birlikte dişli imalatı, yüksek hassasiyet, yüksek verimlilik, hafiflik, akıllı ve yeşil üretim yönünde gelişerek makine imalat sanayinin ilerlemesine güçlü destek sağlayacaktır.