ÖNSÖZ
İstanbul Teknik Üniversitede 1973-1978 arasında yazdığım üç ciltlik Makine Elemanları kitabına dayanarak hazırladığım “Makine Elemanları Problemleri” kitabı 1994’te basılmıştır. Hazırladığım yeni “Makine Elemanları Problemleri” kitabı, geçen süre içinde dünyada meydana gelen teknolojik gelişmeleri ve bu alanda edindiğim kişisel deneyleri dikkate alarak, 2009-2012 yılları arasında güncelleştirilmiş olarak yazdığım yine üç ciltlik kitabı, tamamlayan bir kitap niteliğindedir. Kitap, uzun yıllar öğrencilerle yaptığım çalışmaların ve ayrıca danışman olarak sanayideki çalışmalarımın bir ürünüdür. Bu bakımından hem öğrencilere, hem sanayide çalışanlara yararlı olacak şekilde hazırlanmıştır.
Kitap, Ders kitaplarındaki konu sırasını takip ederek Temel İlkeler; Malzeme, Üretim, Toleranslar ve Yüzey Kalitesi; Makine Tasarımında Mukavemet Hesap Yönteminin Esasları; Kaynak Bağlantıları; Lehim, Yapıştırma ve Perçin Bağlantıları; Cıvata Bağlantıları; Güç ve Hareket Cıvataları; Mil – Göbek Bağlantıları; Yaylar; Miller ve Akslar; Sürtünme, Aşınma ve Yağlama-Triboloji; Kaymalı Yataklar; Yuvarlanmalı Yataklar-Rulmanlar; Kaplinler, Kavramalar ve Frenler; Düz ve Helisel Silindirik Dişli Çark Mekanizmaları; Konik, Sonsuz Dişli Çark Mekanizmaları ve Dişli Çark Sistemleri; Sürtünmeli Çark Mekanizmaları ve Varyatörleri; Kayış-Kasnak Mekanizmalar; Zincir Mekanizmaları ve Çeşitli Konular gibi bölümlerden meydana gelmektedir. Ders Kitabındaki Tasarım bölümü, Çeşitli Konular Bölümünde, Tasarım Soruları olarak bir alt bölüm olarak verilmiştir. Her bölüm “İfadeler ve Denklemler” ve “Problemler” olarak adlandırılmış iki alt bölümden oluşmaktadır. “İfadeler ve Denklemler” alt bölümü konu ile ilgili önemli denklemleri ve bağıntıları ve “Problemler” çözülmüş problemleri içermektedir. Problemler öğrencilere yönelik bilgi edinme, sınav hazırlığı ve sanayide çözüme ağırlık veren problemler şeklinde olup tasarım çözümü ve rasyonel düşünceyi geliştirmeye ii amaçlamaktadır. Rasyonel düşünce, bilimsel bilgilerin uygulaması ile yeni teknolojiler oluşturmaktadır.
Ancak üzülerek şu husus da dile getirmek istiyorum. Ülkemizde okuma alışkanlığı yükseleceğine, hızlı bir şekilde azalmaktadır. Hele, hele teknik yayınlar hemen, hemen hiç okunmamaktadır. Bu hususta meslekle ilgili bilgi edinmek bir tarafa, örneğin sanayide meslekteki konuları çözmek için ne kitaplar, ne başka yazılı bilgi kaynağı araştırılmaktadır. Konular kulaktan dolma bilgilerle çözülmeye çalışılmaktadır. Bu husus meslek hayatımda rastladığım birçok hatalı çözümlerden yalnızca şu örneği vermek istiyorum. Bundan yaklaşık on yıl önce, yerel kanalizasyon olmayan sahil otellerinde, pis su arıtma tesislerini yapan firma yetkilisi, bu tesislerde kullanılan redüktörün yirmi günden daha az bir zamanda bozulduğunu ve bu nedenle pis kokuların her tarafa yayıldığı şikâyeti ile bana gelmişti ve benden çabuk bozulmayacak redüktör yapmamı istemişti. Kendisinden konun incelenmesi için redüktörün projesini istedim. İlk önce isteğimi anlayamadı; redüktörün “çizimi ve hesapları” diye sordum. Böyle bir şeyi olmadığını, redüktörün bu hususta çok tecrübeli bir ustanın direktiflerine göre yapıldığını cevap verdi. Bu durumda bozulan redüktörü bizzat inceledim ve “tecrübeli” usta ile görüştüm. Redüktör berbat durumdaydı. Dişler aşınmış, bazıları kırılmış ve rulmanlar paramparça olmuş. Firmaya yeni bir redüktör projesi yaptım ve imalatı benim tanıdığım bir dişli fabrikasında benim denetimim altında gerçekleştirildi. Bir yıl içinde ara sıra firmayı arayıp redüktörü sordum; hiçbir şikâyetleri yoktu. Ülkemizde bu durumun düzeleceğini umut ediyorum.
Yüzlerce hesap içeren ve bir kişi tarafından yazılan ve kontrol edilen böyle geniş bir kitabın içinde, bazı hatalar olabilir. Okuyucunun bu hataları anlayışla karşılayacağını umut ederek, eserin okuyuculara yararlı olmasını diliyorum.
Kitabın basılmasını sağlayan Birsen Yayınevi’ne teşekkürü bir borç bilirim.
Koru Sitesi, 17 Eylül 2014. Prof.Dr. Mustafa AKKURT
İÇİNDEKİLER
1.Temel İlkeler ………………………………………………………………………………….. … 1
1.1.İfadeler ve Denklemler ……..…………………………..…………………………….. 1
1.2. Problemler ………………… ..………………………………………………………….. . 4
2. Malzeme, Üretim, Toleranslar ve Yüzey Kalitesi .. …………… ………………….. 6
2.1 Toleranslar ve Yüzey Kalitesi ………………………………………………………. 6
3. Makine Tasarımında Mukavemet Hesap Yönteminin Esasları …… 15 .
3.1. İfadeler ve denklemler …… ……………..………………………………………….. 15
3.2 Problemler …………………………………………………………………………………. 20
5. Kaynak Bağlantıları ………………………………………………………………………. 39
5.1 ifadeler ve Denklemler ……………………………………………………………… . 39
5.1.1 Ergime Kaynak Bağlantıları ………………………………………………….. 39
5.1.2 Basınç Nokta Kaynağı …………………………………………………………… 42
5.1.3 Basınçlı Kap ve Kazanlarda Kaynak ………………………………………... 43
5.2 Problemler …………………………………………………………………………………. 45
5.3.1 Rrgime Kaynak Bağlantıları …………………………………………………… 44
5.2.2 Basınç Kaynak Bağlantıları …………………………………………………….. 73
6.Lehim, Yapıştırma ve Perçın Bağlantıları ……………………………………. .. 76
6.1 İfadeler ve Denklemler ………………………………………………………………… 76
6.1.1 Lehim ve Yapıştırma Bağlantıları …………………………………………… 76
6.1.2 Perçin Bağlantıları ………………………………………………………………….. 77
6.2 Problemler …………………………………………………………………………………… 78
6.2.1 Lehim Bağlantıları …………………………………………………………………… 78
6.2.2 Yapıştırma Bağlantıları ……………………………………………………………. 80
6.2.3 Perçin Bağlantıları ……………………………………………………………………. 82
7. Cıvata Bağlantıları …………………………………………………………………………… 89
7.1 İfadeler Ve Denklemler …………………………………………………………………… 89
7.1.1 Genel Hesap Bağıntıları …………………………………………………………….. 89
7.1.2 Mukavemet Hesap Bağıntıları …………………………………………………… 93
7.2 Problemler …………………………………………………………………………………….. 97
8. Güç Ve Hareket Cıvataları ……………………………………………………………… 132
8.1 İfadeler Ve Denklemler ………………………………………………………………. .. 132
8.1.1 Genel Denklemlerive Bağıntılar ……………………………………………….. 132
8.1.2 Hareket Cıvatalarının Hesap Yöntemi ……………………………………… 132
8.2 Problemler ……………………………………………………………………………………. 135
9. Mil-Göbek Bağlantıları ……………………………………………………………………… 152
9.1 İfadeler Ve Denklemler …………………………………………………………………. 152
9.1.1 Paralel Kamalar ……………………………………………………………………….. 152
9.1.2 Kamalı Miller …………………………………………………………………………… 153
9.1.3 Kama Bağlantıları ……………………………………………………………………. 153
9.1.4 Sıkı Geçme Bağlantıları ……………………………………………………………. 154
9.1.5 Konik Geçmeler ……………………………………………………………………… 156
9.1.6 Sıkma Geçmeler ………………………………………………………………………. 157
9.1.7 Pim ve Perno Bağlantıları ………………………………………………………… 158
9.2 Problemler …………………………………………………………………………………….. 159
9.2.1 Paralel Kama, Kamalı Mil Ve Kama Bağlantıları …………………………. 159
9.2.2 Sıkı, Konik Ve Sıkma Geçme Bağlantıları …………………………………… 172
9.2.3 Pim Ve Perno Bağlantıları ………………………………………………………… 190
10. Yaylar ………………………………………………………………………………………………… 198
10.1 İfadeler Ve Denklemler ………………………………………………………………… 198
10.1.1 Yayların Genel Özellikleri ………………………………………………………. 198
10.1.2 Basmaya Çalışan Helisel Silindirik Yalar …………………………………… 198
10.1.3. Çekmeye Çalışan Silindirik Helisel Yaylar ………………………………. 203
10.1.4 Çok Tabakalı Yaprak Yaylar ……………………………………………………… 204
10.2 Problemler …………………………………………………………………………………… 205
10.2.1 Silindirik Helisel Yaylar ………………………………………………………….. 205
10.2.2 Yaprak Yaylar ……………………………………………………………………….. 234
10.2.3 Çubuk Ve Kangal Yaylar ………………………………………………………… 244
10.2.4 Spiral Ve Bilezik Yaylar ………………………………………………………….. 251
10.2.5 Disk Yaylar …………………………………………………………………………… 259
10.2.6 Kauçuk Yaylar ………………………………………………………………………. 265
11. Miller ve Akslar ……………………………………………………………………………….. 270
11.1 İfadeler ve Denklemler ………………………………………………………………… 270
11.1.1 Sabit Aksların Mukavemet Hesabı ………………………………………….. 270
11.1.2 Düz Miller Hesabı …………………………………………………………………… 270
11.2 Problemler …………………………………………………………………………………… 276
11.2.1 Akslar …………………………………………………………………………………… 276
11.2.2 Miller …………………………………………………………………………………… 286
12. Sürtünme, Aşınma ve Yağlama-Triboloji ……………………………………. 330
12.1 İfadeler Ve Denklemler ………………………………………………………………. 330
12.1.1 Sürtünme ……………………………………………………………………………… 330
12.1.2. Aşınma ………………………………………………………………………………… 331
12.1.3 Sıvı Yağların ve Greslerin Özellikleri ……………………………………….. 331
12.2 Problemler …………………………………………………………………………………… 332
13. Kaymalı Yataklar ………………………………………………………………………. 337
13.1 İfadeler Ve Denklemler …………………………………………………………………. 337
13.1.1 Hidrodinamik Yataklar …………………………………………………………….. 337
13.2 Problemler …………………………………………………………………………………… 344
13.2.1 Sınır Sürtünmeli Kaymalı Yataklar …………………………………………… 344
13.2.2 Hidrodinamik Radyal Yataklar ……………………………………………….. 352
13.2.3 Hidrodinamik Eksenel Yataklar ……………………………………………….. 370
13.2.4 Hidrostatik Eksenel Yataklar …………………………………………………… 377
13.2.5 Plastik Malzeme Yatakları ………………………………………………………. 383
14. Yuvarlanmalı Yataklar- Rulmanlar ……………………………………………… 388
14.1 İfadeler ve Denklemler …………………………………………………………………. 388
14.1.1 Genel Bilgiler …………………………………………………………………………. 388
14.2 Problemler …………………………………………………………………………………. 392
14.2.1 Bilyeli Sabit Radyal Rulmanlar ……………………………………………….. 392
14.2.2 Radyal-Eksenel Rulmanlar ……………………………………………………… 400
14.2.3. Eksenel Rulmanlar ………………………………………………………………… 411
15. Kaplinler, Kavramalar Ve Frenler …………………………………………………. 423
15.1 İfadeler Ve Denklemler ……………………………………………………………….. 423
15.1.1 Kaplinler ………………………………………………………………………………. 423
15.1.2 Kavramalar …………………………………………………………………………….. 425
15.2 Problemler …………………………………………………………………………………… 429
15.2.1. Kaplinler ……………………………………………………………………………….. 429
15.2.5 Kavramalar ……………………………………………………………………………… 449
15.3.5 Frenler……………………………………………………………………………………… 465
17. Silindirik Düz Ve Helisel Dişli Çark Mekanizmaları ……………………. 469
17.1 İfadeler ve Denklemler ………………………………………………………………… 469
17.1.1 Silindirik Düz Dişli Çarklar ………………………………………………………. 469
17.1.2. İç Düz Dişli Çark Mekanizmaları …………………………………………….. 478
17.1.3 Helisel Silindirik Dişli Çarklar ………………………………………………….. 480
17.2. Problemler ………………………………………………………………………………….. 485
17.2.1. Silindirik Düz Dişli Çark Mekanizması ……………………………………. 485
17.2.2. Silindirik Helisel Dişli Çark Mekanizmaları …………………………….. 517
18. Konik, Sonsuz Dişli Çark Mekanizmaları ve Dişli Çark Sistemleri.. 537
18.1 İfadeler Ve Denklemler………………………………………………………………….. 537
18.1.1 Konik Dişli Çark Mekanizmaları ………………………………………………. 537
18.1.2 Sonsuz Dişli Çark Mekanizması ………………………………………. 541
18.2 Problemler …………………………………………………………………………… 548
18.2.1 Konik Dişli Çark Mekanizmaları ………………………………………. 548
18.2.2 Spiral ve Sonsuz Vida Mekanizmaları ……………………………. 565
18.2.3 Dişli Çark Sistemleri …………………………………………………………. 581
19. Sürtünmeli Çark Mekanizmaları ve Varyatörleri ……………………… 597
19.1 İfadeler Ve Denklemler ………………………………………………………….. 597
19.1.1 Sabit Çevrim Oranlı Mekanizmalar …………………………………… 597
19.2. Problemler ……………………………………………………………………………. 601
20. Kayış – Kasnak Mekanizmaları …………………………………………………….. 611
20.1. İfadeler Ve Denklemler ………………………………………………………….. 611
20.1.1. Düz Kayış Kasnak Mekanizması ………………………………………….. 611
20.1.2. V Kayışları …………………………………………………………………………. 613
20.1.3 Dişli (Senkron) Kayış Mekanizmaları …………………………………… 614
20.2 Problemler ………………………………………………………………………………….. 616
20.2.1 Düz Kayış Kasnak Mekanizması ……………………………………………. 616
20.2.2 V Kayış Kasnak Mekanizması ……………………………………………….. 630
20.2.3 Dişli Kayış Mekanizmaları ve Kayış Dizileri …………………………….. 630
21. Zincir Mekanizmaları ………………………………………………………………………. 642
21.1. İfadeler Ve Denklemler ……………………………………………………………… 642
21.1.1 Genel Hesap Bağıntıları ……………………………………………………….. 642
21.2 Problemler ………………………………………………………………………………… 645
22. Proje ve Çeşitli Konular …………………………………………………………………… 657
22.1 Projeler ………………………………………………………………………………………. 657
22.1.1 Kriko Projesi …………………………………………………………………………. 657
22.1.2 Redüktör Projesi …………………………………………………………………… 664
22.2 Eğrisel Çubuklarda Eğilme ……………………………………………………………… 686
22.2.1 Teorik Esaslar …………………………………………………………………………. 686
22.2.2 Uygulamalar …………………………………………………………………………… 688
22.3 Sürünme (Keep) Olayı …………………………………………………………………. 694
22.3.1 Teorik Esaslar …………………………………………………………………………… 694
22.3.2 Uygulama ………………………………………………………………………………… 696
22.4 Tasarım Soruları ……………………………………………………………………………. 699
