Design and analysis of a continuously variable transmission appropriate for using in mechanical presses

Bu tezde sürekli değişken aktarma sistemleri tip, çalışma prensipleri, kullanım alanları, fayda ve mahzurları açısından ayrıntılı biçimde ele alınmakta ve birbirleri ile karşılaştırılmaktadır. Çalışmada özellikle hem tam hem de yarım toroidal SDA sistemleri incelenmiş bu sistemlerin önemli geometrik ve dinamik bağıntıları verilmiş veya çıkartılmıştır. Ayrıca bu çalışmada konvansiyonel bir mekanik presin dinamiği incelenmiş ve hareket denklemi çıkartılarak MATLAB ortamında sayısal olarak çözdürülmüştür. Benzetim sonuçları kurulan modelin güvenilirliğini doğrulayacak tarzda pratik değerlerle fevkalade uyumlu çıkmıştır. Aynı mekanik presin yarım toroidal bir SDA sistemiyle donatılmış haldeki dinamiği de incelenmiştir. Buna göre SDA sistemi doğrudan motorla kayış-kasnak mekanizması arasına yerleştirildiğinde hız düzgünsüzlüğünün arttığı tespit edilmiştir. Bununla birlikte SDA sistemi ile kayış-kasnak mekanizması arasına uygun bir volan eklenmesi halinde düzgünsüzlüğün makul sınırlarda kaldığı görülmüştür. Sonuç olarak toroidal SDA sistemi eklemek suretiyle bir mekanik preste tabla hızının kontrol edilebileceği, ayrıca prese dakikadaki vuruş sayısı değişkenliği kazandırılabileceği gösterilmiştir. Konuya ilişkin literatürde toroidal SDA sistemlerinin mekanik preslerde kullanımına ait herhangi bir yayın ya da çalışmaya rastlanmamıştır. Bu açıdan mevcut çalışma bu alanda bir ilki oluşturmaktadır.In this thesis, continuously variable transmission systems are treated in detail and compared with each other regarding their types, working principles, usage areas, advantages and disadvantages. Both full and half toroidal CVT systems are explained also important geometric and dynamic relationships are given or derived. Furthermore, in this work, the dynamics of a conventional mechanical press is examined, and its equation of motion is derived and numerically solved in MATLAB environment. Simulation results agree well with the practical values, implying that the model established is reliable. The dynamics of the same mechanical press but this time equipped with a half toroidal CVT for speed variability is examined. Dynamic simulations show that the speed fluctuation increases when the CVT is directly located between motor and belt pulley mechanism of the press. However, if an adequate inertia (flywheel) is added between the CVT and the belt pulley mechanism, the situation gets better again. Consequently, it is demonstrated that, by using a toroidal CVT, a mechanical press can be provided with the properties of both variable ram speed and variable operation cycle per minute. In the relevant literature, any publication on the implementing of half toroidal CVTs in mechanical presses is not encountered. Hence this thesis can be considered a `first study in this area.Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığ