Ruote dentate

Tesina

Candidato: Calamia Antonino

Classe: V B Meccanica 24/06/09

Ruote dentate

Introduzione

Le ruote dentate sono elementi di macchina utilizzati per la trasmissione del moto rotatorio e della potenza mediante alberi non coassiali, che possono essere paralleli, incidenti o sghembi.

La madre delle ruote dentate è rappresentata dalle ruote di frizione.

Si considerino due cilindri con assi paralleli tra loro e a contatto in un punto P, entrambi liberi di ruotare sul proprio asse. Supponendo che uno sia posto in rotazione e che il moto sia trasmesso all’altro per attrito in assenza di trascinamento: i due cilindri costituiscono una coppia di ruote di frizione.

I due cilindri ruotano con diversa velocità angolare a causa delle differenti lunghezze della circonferenza; in poche parole, la velocità angolare è inversamente proporzionale al diametro.

Per mantenere inalterate le caratteristiche del moto, ma garantire una maggiore capacità di trasmissione della forza, il contorno esterno viene profilato a forma di denti. Oggigiorno tutti i tipi di ruote dentate hanno il profilo dei denti ad evolvente di cerchio, che viene generato dalle successive posizioni di un punto P appartenente ad una retta, detta di pressione, che viene fatta rotolare su una circonferenza, detta diametro primitivo.

Nelle ruote ad evolvente il numero dei denti Z non può prendere valori troppo piccoli, altrimenti i profili dei denti vengono ad interferire fra loro e l’ingranamento risulta impossibile. Il numero minimo di denti Z da assegnare alla ruota più piccola per un dato valore del rapporto di trasmissione t, nel caso di ruote esterne, è mediamente pari a 15 ÷ 20. Nella pratica, per motivi costruttivi e di ingombro, non conviene assegnare a t valori al di fuori del campo 0,1 ÷ 10.

Le dimensioni della ruota dentata dipenderanno molto dal diametro primitivo, poiché il profilo del dente viene realizzato in base a quest’ultimo; la parte estesa oltre la primitiva si chiamerà Addendum, la parte negativa alla primitiva si chiamerà Dedendum.

Nella coppia di ruote in contatto, una sola delle due trasmetterà la forza all’altra; la ruota che trasmette è detta cedente, mentre l’altra è detta ricevente.

La forza che si scambiano le due ruote avviene lungo la retta d’azione, che ha un’inclinazione pari all’angolo di pressione.

Dimensionamento

Il dente viene considerato come se fosse un solido di sezione costante, incastrato e sottoposto a un carico all’estremità e sottoposto a fatica.

In seguito Lewis dimensiona il dente riferendosi alla forma reale, con il profilo ad evolvente di cerchio, e considera il dente un solido ad uniforme resistenza.

Ci sono 2 procedimenti con i quali iniziare la ricerca del modulo.

Si eseguirà per prima il calcolo del modulo a flessione e successivamente la verifica ad usura se:

• Le ruote sono lente;
• Le forze scambiate sono intense, in presenza di sovraccarichi ed elevate coppie di spunto.