- Bağlama Açısı En İyi Olan Çift Kol Mekanizması Tasarımı

Çift kol mekanizması genel olarak düzgün bir dönme hareketini düzgün olmayan bir dönme hareketine dönüştürmek için kullanılır. Değişik hareket özellikleri için bazen bir kol-sarkaç mekanizması ile birlikte kullanılabilir (örneğin zaman oranını artırmak için bir çift-kol mekanizması ile bir kol-sarkaç mekanizmasının seri bağlanması ile elde edilen bir 6-çubuk mekanizması kullanılabilir). Şekilde çift kol oranlarında bir dört-çubuk mekanizması görülmektedir. Bağlama açısının 90⁰ den sapmasının maksimum olduğu noktalar sabit uzuv ile giriş kolu olan krankın aynı doğrultuda olduğu konumlardır. Bağlama açısının dik açıdan yaptığı maksimum sapmanın azaltılabilmesi için bu iki sapma değerinin eşit olması gerekir (_max-90⁰=90⁰-_min).

Giriş kolunun 180⁰ dönmesine karşı çıkış kolu bir açısı kadar dönecek ( <180⁰ kabul edilecektir. Kalan ikinci 180⁰ giriş kolu dönmesi sırasında çıkış kolu 360⁰- kadar dönmesi gerekmektedir). Bağlama açısının en küçük değeri _min olsun. İki sınır değer şekilde görüldüğü gibidir. Bu iki sınır konum için bağlama açılarının dik açıdan sapmaları eşitlendikten sonra devre kapalılık denklemi yazılır ise:

	(1)
	(2)

elde edilir. Ayrıca bu maksimum ve minimum bağlama açısı değerlerinin birbirlerine eşit olması şartı kullanıldığında:

a₁=1 olarak alındığında, olarak gösterir isek, denklem (1) ve (2):

	(4)
	(5)

Olarak yazılabilir. Z parametresini (4) ve (5) denklemlerini kullanarak elimine edersek:

(6)

elde edilir. Bu denklem:

(7)

olarak yazılabilir. Denklemin sanal ve reel kısımlarını ayrı ayrı sıfıra eşitler, ve a₂ için çözüm yaparsak:

	(8)
	(9)

0<<180⁰ olduğundan sin>0 ve ²>0 olacaktır. ve -2_min >0 veya _min< /2 sonucu elde edilir. Farklı bir deyiş ile en küçük bağlama açısı değeri bir çift kol mekanizması için /2 den daha iyi olamaz. Eğer açısı küçülür ise, bağlama açısının 90⁰ den sapması artacaktır. (=1 iken, mekanizma katlanabilir bir konuma sahiptir, yani en kısa uzuv boyu ile en uzun uzuv boyu toplamı diğer iki uzuv boyu toplamına eşittir) .

olduğundan, a₃ uzuv boyutu:

(10)

(8) ve (9) numaralı denklemlerden a₂ ve değerleri kullanılır ise:

(11)

veya

(12)

ayrıca a₄=a₃ dür. Elde edilen sonuç mekanizma mutlaka Grashof kuralına göre kontrol edilmelidir.

Örnek

Çift- kol oranında bir dört-çubuk mekanizmasında krankın ilk yarım tur dönüşünde çıkış kolunun 150⁰ dönmesi istenilmekte ve minimum bağlama açısının 45⁰ den fazla olması gerekmektedir. Sabit uzuv uzunluğu 100 mm olarak seçilmiştir.

=150⁰, _min=45⁰ ve a₁=100 mm olarak alındığında denklem (8), (9) ve (11) kullanılarak:

ve a₄ =a₃ = 2.17533 olur. a₁=100 mm alındığında a₂=254 mm, a₃=165 mm ve a₄=218 mm olacaktır. Grashof kuralına göre dört-çubuk mekanizması çift koldur. Sonuç şekilde görülmektedir.

Yukarıda açıklanmış olan tasarım kolayca Excel programında yapılabilir. Bu kütüğü almak için tıklayınız.