Tesi di laurea

Catena di trasmissione a rulli

catena trasmissione FEM

Una catena di trasmissione può essere descritta come una cremagliera flessibile. Unisce i vantaggi di flessibilità delle cinghie e di rigidezza degli ingranaggi. La seguente tesi di laurea vuole fare una review delle teorie sulle catene di trasmissione a rulli.

Nel lavoro svolto sono state svolte analisi cinematiche, statiche e dinamiche. Nella prima analisi si è introdotto e sviluppato il problema dell’effetto poligonale. Tale effetto causa la variazione del rapporto di trasmissione e la variazione dell’accelerazione angolare trasmessa. La catena è formata da tre elementi cilindrici: perni, boccole e rulli. Questi tra loro sono collegati tramite due coppie di piastre fissate lateralmente. Le prime uniscono i perni e sono quindi più esterne, mentre le seconde vincolano i rulli. Per permettere la rotazione relativa tra perni e rulli (cuscinetto a strisciamento) sono frapposte le boccole. Si paragona solitamente il sistema ruota motrice, ruota condotta e ramo teso ad un quadrilatero articolato. Il ruolo di membro telaio è svolto dalla congiungente dei centri di rotazione.

L’effetto poligonale è definito come una fluttuazione periodica della velocità lineare. Inoltre unita ad un ripetuto spostamento trasversale dei due estremi della catena. Tali effetti sono causati dall’avvolgimento poligonale che la catena effettua sulla ruota.

Analisi statiche e dinamiche

Successivamente si è entrati nelle valutazioni statiche di alcuni modelli di catena di trasmissione. Sono stati indagati modelli rigidi, elastici e soggetti ad usura. In queste situazioni è stata fornita una distribuzione delle tensioni lungo l’arco d’abbraccio sulla ruota per valutare quanti e quali denti partecipassero alla trasmissione della potenza. Su queste basi si è valutata l’influenza della forza centrifuga nonché quella dell’angolo di pressione e della forza peso del gruppo rullo-maglia. Infine si è entrati nel campo della dinamica dove i problemi sono molteplici e causate in larga misura dall’effetto poligonale.

catena trasmissione

Risultati evidenti dei problemi cinematici sono le vibrazioni del ramo nel momento in cui esso deve perdere un rullo a favore dell’ingranamento nel pignone o acquistarne uno a discapito della corona. Il problema riveste un’importanza fondamentale non solo per il rumore e i fenomeni di fatica che ne derivano, ma soprattutto perché le oscillazioni causano una variazione di traiettoria del ramo stesso. Ad alte velocità esso tende ad assumere, ad esclusione degli estremi, un andamento per lo più rettilineo. A basse velocità vengono a generarsi una serie di gobbe certamente sfavorevoli per trasmettere la massima tensione. Sono stati quindi sviluppati dei grafici in cui si è trovato il campo di risonanza dal quale il progettista deve possibilmente stare lontano.

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