DAMPERLİ BİR VİTES DEĞİŞTİRME MEKANİZMASININ MEKANİK MODELLEMESİ VE DİNAMİK YÖNDEN İNCELENMESİ

Abstract

Kara taşıtlarında motordan vites kutusuna aktarılan dönme hareketinin hızı ya da torku yol şartlarına göre farklı oranlarda değiştirilerek diferansiyele iletilmektedir. Dönme hareketinin hızını ya da torkunu değiştirmek gerektiğinde farklı dişli çarkların birbirine kenetlenmesi gerekmektedir. İki dişli çarkın birbirine kenetlenebilmesi için önce çevresel hızlarının eşitlenmesi gerekmektedir. Bu işlem senkronizasyon olarak adlandırılmakta olup senkronizasyon işini yapan mekanizmalara senkromeç denilmektedir. Sekromeçler kinetik enerjiyi sürtünme yolu ile ısıya dönüştürerek sürtünen parçalar arasındaki açısal hız farkını yok eden mekanik sistemlerdir. Bu çalışmada öncelikle dört ileri ve bir geri hız değişimi sağlayan bir vites kutusu mekanizmasının tasarımı yapılmıştır. Mekanizmada yarıçapı 35 mm olan tek halkalı bir senkronizasyon mekanizmasının kullanılması kararlaştırılmıştır. Böyle bir sürtünme halkasına tepe değeri 300 N’dan daha fazla olan bir harmonik kuvvet fonksiyonunun uygulanması gerektiği belirlenmiştir. Bu kadar büyük bir kuvvet ancak damperli bir senkronizasyon mekanizması ile sağlanabilmektedir. Çalışmanın devamında damperli bir senkronizasyon mekanizmasının matematik modeli kurularak, gerçekçi verilere göre boyutlandırılması yapılmıştır. Boyutlandırma yapılırken grup dişlinin hızının 2400 rpm’den 1263 rpm’e düşürüldüğü, yavaşlayan elemanlarının toplam kütle atalet momentinin 0.00508 m2 kg olduğu ve birinci vitesten ikinci vitese geçiş yapıldığı kabul edilmiştir. Tasarlanan senkronizasyon mekanizmasında damper sabiti 14000 Ns/m olarak kabul edilir, toplam sürtünme periyodu 0.25-0.35 s aralığında değiştirilirse 4-4.5 Nm civarında bir sürtünme torku yaratarak vites değiştirme işini sorunsuz gerçekleştirebilmektedir. Tasarlanan mekanizmanın mevcut vites mekanizmalarında kullanılmakta olan birden çok sürtünme halkasına sahip senkronizasyon tertibatlarına ve bloklama halkası olarak adlandırılan tertibatlara olan gereksinimi yok edebileceği görülmektedir.