Disegno Industriale - Soluzione

Esame di Stato 2006/07

Indirizzo meccanica

Tema di: disegno, progettazione ed organizzazione industriale

Dimensionamento albero

Utilizziamo come materiale per l’albero un acciaio non legato da bonifica UNI EN 10083 C40,

carico di rottura R_m 600÷750 MPa e come materiale dei cuscinetti a strisciamento bronzo_m

pressione ammissibile p = 15÷30 MPa.

P_am = 20 KN

L = 650 mm

R = 10 KN R = 10 KN

Il dimensionamento dell’albero si effettua a flessotorsione.

Il calcolo viene eseguito a flessione considerando un momento flettente ideale M_fi che tenga

conto della torsione M_t e della flessione M_f.

L’ipotesi di von Mises determina il momento flettente ideale con la relazione

M_fi = √(M_f² + 0.75 M_t²)

e il diametro dell’albero si calcola con la relazione:

d = 32M_fi/πσ_amf

dove σ_amf rappresenta la tensione ammissibile a fatica del materiale.

La σ_amf può essere calcolata con la relazione:

σ_amf = R_m/8÷10

con R_m carico di rottura del materiale.

Si utilizza quindi una σ_amf = 750/10 = 75 MPa

Dato il massimo carico di sollevamento applicato in mezzaria di 20 KN

M_t = P × D/2 = 20.000 × 0.150 = 3000 Nm

ed il momento flettente, nell’ipotesi di una distanza degli appoggi di 650 mm,

M_f = R × L/2 = 10000 × 0,325 = 3250 Nm

pertanto il momento flettente ideale M_fi = 4160 Nm

e il diametro dell’albero d = 83 mm.