Disegno tecnico industriale

Disegno ii semestre

Serie e catene di tolleranze

Due o più quote tollerate consecutive disposte nella stessa direzione e relative ad uno stesso pezzo costituiscono una serie di quote tollerate; se relative a più pezzi costituiscono una catena di quote tollerate. Per scegliere come quotare devo sapere a cosa serve e come va montato il pezzo. Non servono tutte e tre nella quotatura vera.

Procedura

Prendo come origine un estremo della quota risultante R e assumo, nella direzione delle quote, come positivo il verso in cui tale quota viene percorsa. Partendo dall'origine percorro tutte le quote fino a raggiungere l'altro estremo di R.

Per studiare le catene di tolleranze ho due metodi:

• Analisi delle tolleranze (note, sui singoli componenti),
• Sintesi o allocazione delle tolleranze (parto da quella risultante per allocare le singole).

Per la sintesi delle tolleranze è utile fare prima analisi di montaggio → l'ordine in cui monto i pezzi dà anche l'ordine di rappresentazione dell'assieme.

Per catene di tolleranze no accoppiamenti (es. albero-bronzina, gioco, ecc.).

Allocazione tolleranze

• Colonna 1: elemento della catena
• Colonne 3,5: max e min secondo verso
• Colonne 2,4: indicazione verso percorrenza
• Colonna 6: 3-5; indica la tolleranza sulla quota, quindi sempre >0

In fondo sommo valori nella 3 e valori nella 5 (con segno) + somma delle toll in fondo a dx. La somma delle toll della catena deve essere uguale a quella ottenuta dal gioco. Se questo non succede “aggiusto” i valori in 3 e 5 coerentemente con toll generali.

Gioco previsto = dal progetto

Collegamenti albero-mozzo

Organi di trasmissione del moto tra alberi sono: ruote dentate, giunti, cinghie, catene.

Albero-mozzo sono: mobili, come chiavette, linguette, profili scanalati, attrito, oppure fissi, cioè forzamento. Chiavette e linguette sono elementi di collegamento prismatici, simili per geometria ma con principi di funzionamento diversi. Vengono inserite tra albero e mozzo in apposite scanalature longitudinali (cave). Sono componenti unificati, quindi dimensioni e tolleranze (loro e delle sedi d'alloggio) sono tabulate.

Chiavette

Sono prismi cuneiformi a sezione rettangolare, in acciaio, che vengono forzati radialmente entro una cava ricavata per fresatura nell’albero ed in un’analoga cava ricavata per strozzatura nel mozzo. Si genera quindi una forte compressione tra albero e mozzo, nella zona diametralmente opposta rispetto alla chiavetta. L'asse dell'albero si allontana da quello del mozzo, quindi no centraggio (da non usare ad es. per alberi lunghi e rotanti ad alta velocità).

Ha inclinazione di 1:100 tra la faccia superiore e quella inferiore. Questo genera pressione tra albero e mozzo, quindi moto trasmesso per attrito; tra le facce laterali della chiavetta e le pareti delle cave ho invece gioco di qualche decimo di mm. Possono trasmettere alto carico ma a bassa velocità di rotazione. Le chiavette sono: incassate, ribassate, ribassate concave (tutte e tre senza o con nanetto), tangenziali.

Chiavette incassate: Standard, le più comuni. Sono di due tipi, A o B; entrambe hanno cava sia sul mozzo, passante, realizzata per strozzatura, sia sull’albero. Trasmettono tutto il momento torcente che può sopportare l’albero.

• B chiavetta dritta: cava sull’albero mediante fresa a disco, cava più lunga della linguetta stessa perché la fresa lascia residuo di lavorazione su un lato.
• A chiavetta arrotondata: cava sull’albero mediante fresa a bottone, lunghezza uguale a chiavetta.

Se la parte posteriore della chiavetta non è accessibile per l’estrazione allora chiavetta con nasetto (per smontaggio). Poiché una parte di chiavetta resta fuori si copre con collare di protezione (da smontare prima di tirare fuori la chiavetta).

Chiavette ribassate: più economiche delle precedenti perché richiedono cava solo sul mozzo, mentre su albero spianatura. Sopportano però la metà del momento torcente.

Chiavette ribassate concave: ancora più economiche, richiedono 0 lavorazioni sull’albero. Sopportano ¼ del momento torcente (risentono troppo di vibrazioni o urti). Poco usate.

Chiavette tangenziali: trasmettono momenti torcenti elevati + usate al posto delle incassate quando c’è inversione della coppia da trasmettere. Vengono inserite 2 chiavette con inclinazione opposta nella stessa cava, ricavata tangenzialmente nell’albero e nel mozzo. → Momento non più trasmesso per attrito ma per compressione. Ogni chiavetta tangenziale trasmette moto in un solo verso, allora se inversione del moto devo montarne un’altra a 120° → minimizzo riduzione di sezione resistente dell’albero e ovalizzazione mozzo, distribuisco meglio i carichi.

[per misurare profondità mozzo faccio profondità cava + diametro interno mozzo]

In realtà avere la cava sull’albero risulterebbe, nel disegno “reale”, in un abbassamento della generatrice, ma secondo normativa questo non viene rappresentato.

Linguette

Prismi a facce parallele, sezione rettangolare, in acciaio, montate in cave su albero e mozzo. A differenza delle chiavette no forzamento radiale, perché collegamento (e trasmissione momento torcente) assicurato da contatto dei fianchi con albero e mozzo, quindi dalla pressione; la linguetta è così sollecitata da sforzo di taglio. Piccolo gioco tra sup linguetta e corrispondente sup di fondo della cava sul mozzo → buon centraggio (no eccentricità albero-mozzo, posso lavorare ad alta velocità di rotazione ma con minore carico perché danneggiabile a taglio) ma no bloccaggio assiale.

Consentono contemporaneamente trasmissione momento torcente e scorrimento assiale relativo tra albero e mozzo. Se inversione del moto e piccolo gioco tra i lati, potrebbe avvenire un urto col rischio di rompere la linguetta → devo avere contatto certo da entrambi i lati. Così facendo l’albero trascina, grazie alla linguetta, il mozzo nel moto. Poiché linguetta consente spostamenti assiali devo prevedere bloccaggio longitudinale tra albero e mozzo. Posso usare spallamento sull’albero da un lato e vite dall’altro (oppure ghiera). Cava su mozzo sempre passante.

Le linguette possono essere A, B (stesse lavorazioni e caratteristiche geometriche delle chiavette, ovviamente senza inclinazione 1:100) o a disco (americane).

Linguette a disco: sezione a semicerchio, può essere montata su albero cilindrico o albero conico. Molto più profonda nella zona centrale la sezione resistente che rimane è quindi indebolita (le userò allora su alberi sovradimensionati nella zona di applicazione della linguetta, così da stare sicuri). Molto economiche perché cava su albero realizzata con fresa a disco.

Per la designazione bastano 2 valori (b x h1 in mm): Linguetta 6 x 9 UNI 6606

Se albero conico il bloccaggio longitudinale è fatto mediante conicità e dado avvitato a codolo filettato (cilindrico). Con albero conico uso linguetta a disco perché si orienta secondo l’inclinazione del mozzo rispetto all’albero, aderendo ad entrambi.

!! Attenzione mozzo orizzontale + conico da una parte e inclinato come albero conico dall’altra !!

Se all’esame chiedono di rappresentare collegamento albero-mozzo li faccio insieme senza quote, con anche linguetta; vista + sez + sez strappata vicino a linguetta. Se chiedono elementi del collegamento allora albero e mozzo separati, quotati con anche tolleranze (tabelle), no linguette ma crf costruttiva e quote della fresa per tipologia B si. Sempre vista + sez + sez strappata. Lo stesso vale per chiavette.

Profili scanalati

Linguette e chiavette non possono trasmettere elevati valori di coppia, per farlo servono profili scanalati.

• Alto carico, alta velocità, precisione dell’accoppiamento.

Albero scanalato = albero con un certo numero di linguette di pezzo. Il nucleo centrale sopporta gli sforzi, le sporgenze trasmettono le forze (quindi il moto) al corrispondente profilo del mozzo.

Accoppiamenti scanalati = collegamenti di elementi coassiali che trasmettono il moto mediante accoppiamento simultaneo di denti equidistanti (su sup ext cilindrica dell’albero) con le corrispondenti scanalature (su sup int cilindrica dell’elemento accoppiato). I denti dell’albero e le cave del mozzo possono avere fianchi dritti, o paralleli, o fianchi ad evolvente.

Con fianchi // centraggio sul diametro interno “d” (quello <), con fianchi ad evolvente centraggio su fianco stesso (d medio o primitivo).

Gli accoppiamenti scanalati possono consentire scorrimento assiale sotto carico, si trovano quindi le sigle F: albero fisso, S: scorrevole, SC: scorrevole sotto carico, T: mozzo trattato (termicamente) dopo brocciatura, NT: mozzo non trattato dopo brocc.

Designazione fianchi // : indicazione albero, mozzo o albero/mozzo, rif norma, numero denti x d interno x D esterno, sigle delle toll (viste sopra); Designazione fianchi ad evolvente: indicazione INT (mozzo), EXT (albero) o INT/EXT (accoppiamento), numero denti seguito da Z, modulo denti, angolo di pressione seguito da tipo fondo (P piatto, R raccordato tolleranza, rif norma).

Cuscinetti

Supporto = elemento funzionale destinato a sorreggere un elemento rotante vincolandone la posizione dell’asse; Cuscinetto = parte di supporto a contatto con l’elemento (albero) rotante. 2 cate...