Oggi, 28 Ottobre 2008, pubblicherò le prime diapositive preparate sulla lezione.
DIAPOSITIVA NUMERO 1
PROVA D’ESAME PROF. DOVIGO
LE RUOTE DENTATE
SPECIALIZZANDO
SIANO PAOLO
MATR. 1004049
DIAPOSITIVA N.RO 2
DESTINATARI
Classe quarta di un I.T.I.S. ad ind. Mecc.
TEMPI
4 lezioni da 1 h. cad.
METODI
Brainstorming, lezione frontale e dialogata, lez. al PC con videopr., problem solving, esercitazione alla lavagna, lavoro individuale e di gruppo.
BACINO D’UTENZA
Provincia di Brescia.
Il contesto territoriale è caratterizzato da piccole e medie aziende, alcune in via di sviluppo, per la produzione di vari componenti meccanici e carpenteria metallica in genere.
PREREQUISITI
• Conoscere il concetto di trasmissione del moto tra due alberi.
• Sapere rappresentare un oggetto in proiezioni ortogonali con sezioni.
• Conoscere le caratteristiche meccaniche e tecnologiche dei materiali.
• Statica, cinematica e dinamica dei corpi rigidi.
• Conoscenza delle principali sollecitazioni meccaniche.
• Conoscenza della teoria dell’elasticità
OBIETTIVI
CONOSCENZE
•Conoscere le modalità di funzionamento di una trasmissione mediante ruote dentate.
•Conoscere i tipi di trasmissione del moto rotatorio tramite ingranaggi.
•Conoscere i parametri caratteristici delle ruote dentate.
•Conoscere il principale metodo per calcolare il modulo di una ruota dentata.
•Conoscere la tecnica di costruzione delle ruote dentate.
•Conoscere le principali cause dell’usura degli ingranaggi.
COMPETENZE
•Saper classificare i vari tipi di trasmissioni tramite ruote dentate.
•Saper individuare e calcolare i parametri caratteristici di una ruota dentata.
•Saper dimensionare una ruota dentata noti il modulo e il numero di denti.
•Saper applicare la formula di Lewis per il calcolo del modulo.
DIAPOSITIVA N.RO 3
PREMESSA
Tutte le macchine, definite come sistemi in cui avvengono trasformazioni di potenza meccanica, sono formate da sottoinsiemi in cui si distinguono il motore, il sistema di trasmissione, l’utilizzatore, i freni. Il sistema di trasmissione trasmette la potenza prodotta dal motore, a meno di inevitabili perdite, cambiandone le caratteristiche (velocità di rotazione e momento). Esso è formato da diversi organi di trasmissione i quali, collegati reciprocamente, costituiscono la “catena cinematica” del moto.
In particolare, le ruote dentate permettono la trasmissione del moto circolare continuo tra due alberi disposti a breve distanza. Esse sono dotate di una serie di denti lungo la circonferenza, che consentono l’applicazione di grandi momenti torcenti.
DIAPOSITIVA N.RO 4
GENERALITÀ
Le ruote dentate permettono la trasmissione del moto circolare continuo tra due alberi disposti a breve distanza. Esse sono dotate di una serie di denti lungo la circonferenza, che consentono l’applicazione di grandi momenti torcenti.
Realizzano un rapporto di trasmissione τ = ω1/ω2 = n1/n2 (dove con ω1 e ω2 indichiamo rispettivamente la velocità angolare della ruota motrice e della ruota condotta e con n i rispettivi numeri di giri);
VANTAGGI
1) Elevata coppia e potenza trasmissibile.
2) Alti rendimenti.
3) τ “certo”.
4) Ingombri/pesi limitati.
SVANTAGGI
1) Rumorosità medio - alta.
2) Costi elevati.
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Il meccanismo formato da due ruote dentate ingrananti è detto ingranaggio. La ruota montata sull’albero motore è chiamata ruota motrice (o conduttrice); quella montata sull’albero condotto è chiamata ruota condotta. Quando un meccanismo è costituito dalla combinazione di più ingranaggi si parla di rotismo o di treno di ingranaggi.
In un ingranaggio il pignone (o rocchetto) è l’elemento con il minor numero di denti, mentre la ruota è quello che ha il maggior numero di denti.
pignone ruota
Il verso di rotazione della ruota condotta è contrario a quello della ruota motrice
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TIPI DI TRASMISSIONE
LE RUOTE DENTATE PERMETTONO DI TRASMETTERE IL MOTO ROTATORIO:
1. tra assi paralleli, mediante ruote cilindriche a denti diritti e a denti elicoidali;
2.tra assi concorrenti, mediante ruote coniche a denti diritti e a denti elicoidali;
3. tra assi ortogonali, mediante accoppiamento vite-ruota;
4. tra assi sghembi, mediante ruote cilindriche a denti elicoidali.
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MATERIALI PER LA COSTRUZIONE
CARATTERISTICHE DEI MATERIALI PER LA COSTRUZIONE DI RUOTE DENTATE
A) Buona resistenza meccanica a fatica e a flessione.
B) Elevata resistenza all’usura.
C) Elevata densità in superficie ed indurimento.
D) Elevata resistenza a fatica per contatto rotante.
E) Ottima adattabilità ai trattamenti termici: tempra, cementazione, carbonitrurazione, tempra ad induzione, nitrurazione
F) Buona lavorabilità
G) Capacità di ridurre i fenomeni di pitting, ossia di degradazione puntiforme che si manifesta attraverso la formazione di fori cechi, numerosi e ravvicinati di forma tendenzialmente cilindrica.
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IL PROFILO AD EVOLVENTE
- Per raggiungere gli obiettivi della continuità del movimento e della costanza della trasmissione la forma dei denti delle ruote dentate non può essere qualsiasi, ma ad evolvente di circonferenza.
- Presi la circonferenza di base, una retta tangente alla circonferenza di base e un punto fisso P appartenente alla retta tangente, l’evolvente è il luogo geometrico descritto dal punto P, quando la retta tangente a cui appartiene ruota senza strisciare sulla circonferenza di base.
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- il passo “p”, definito dalla distanza tra i profili omologhi di due denti consecutivi;
p = (πd) : z
- il numero dei denti z, (del pignone z1 e della ruota z2);
- il modulo m, definito dal rapporto fra il diametro della circonferenza primitiva e il numero dei denti della medesima ruota dentata m = d/z calcolabile anche attraverso la relazione m=p:π ;
m = d:z
m = p:π
- Il rapporto di ingranaggio u, definito in un ingranaggio dal rapporto tra il numero dei denti della ruota e quello del pignone;
u = z2:z1
- Il rapporto di trasmissione τ, definito in un rotismo dal rapporto tra le velocità della ruota motrice e l’ultima ruota condotta
τ = ω1:ω2 = n1:n2
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ELEMENTI CARATTERIZZANTI LA FORMA DEI DENTI
Gli altri elementi che caratterizzano la forma dei denti, previsti dalla norma UNI 6587-69 sono:
- l’addendum ha , avente dimensione uguale al modulo;
(differenza tra il raggio di testa e il raggio primitivo)
ha = m
- il dedendum hd , avente dimensione uguale a cinque quarti del modulo; (differenza tra il raggio primitivo e il raggio di piede) hd= 1.25 m
- l’altezza del dente h, somma di addendum e dedendum;
h = ha + hd
- la larghezza del dente b, pari a dieci volte il modulo;
b = 10 m
- il gioco g.
DIAPOSITIVA N.RO 11
USURA
L’usura si collega ai seguenti fattori:
1) alla pressione tra i denti a contatto
2) al materiale con cui le ruote sono fatte
3) all’efficacia della lubrificazione
4) dal tipo di dentatura, all’accuratezza della generazione, allo stato delle superfici
5) alla frequenza con cui denti vengono a contatto e quindi alla velocità angolare delle ruote
DIAPOSITIVA N.RO 12
Il modulo così calcolato risulta essere quasi sempre un numero con molte cifre decimali;
occorre perciò procedere alla scelta di un valore tra quelli unificati e previsti dalla tabella UNI
6586, approssimando per eccesso il risultato del calcolo.
Nella tabella sottoriportata sono indicati i valori unificati dei moduli, tra i quali appaiono
evidenziati in neretto quelli che la normativa invita a scegliere con preferenza.
Una volta scelto il modulo, si esegue il proporzionamento dei denti e della ruota. Per facilitare questa operazione, possiamo raccogliere in modo ordinato le principali relazioni geometriche che legano i diversi parametri geometrici al modulo nella seguente tabella:
