Progetti

Progettazione di un riduttore meccanico

riduttore CAD

Progettazione integrale di un riduttore meccanico a due stadi con ingranaggi circolari con profilo dei denti ad evolvente. Il riduttore meccanico progettato è stato pensato per un agitatore industriale.

Progettazione cinematica

Sono stati inizialmente scelti i rapporti di riduzione dei due stadi. In seguito sono stati realizzati dei programmi di calcolo in Matlab. Le analisi hanno permesso di bilanciare gli strisciamenti specifici. Contemporaneamente le interferenze di evolvente e di raccordo sono state eliminate apportando delle correzioni alla geometria del dente. Entrambi gli stadi sono realizzati con ingranaggi elicoidali e tutta la progettazione cinematica è avvenuta nel profilo normale del dente, dove avviene il taglio.

strisciamenti specifici riduttore

Progettazione meccanica

Sono state eseguite le verifiche meccaniche previste dalla normativa UNI 8862, integrate con ulteriori verifiche secondo Giovannozzi e Niemann. Le verifiche sono state fatte sulla flessione del dente, sulle problematiche del pitting e sull’usura a marcia lenta. Per la verifica di usura a marcia lenta si adotta come criterio di valutazione quello dello spessore massimo di usura accettabile, indicato dal Niemann. In particolare il valore massimo di usura accettabile scelto è quello pari a un terzo dell’errore di passo.

E’ stato inoltre scongiurato il problema del grippaggio ad alti regimi utilizzando la teoria di Blok. Tale metodo prevede che al raggiungimento di una data temperatura (detta di flash) il film chimico di lubrificante si interrompe bruscamente. In questa circostanza si crea un contatto asciutto tra i profili dei denti che causa il grippaggio.

È stata verificata anche la risonanza dell’ingranaggio e dei denti. Per tale ultima verifica si fa riferimento alla procedura indicata da Niemann. Si riducono le masse presenti nell’ingranaggio ad un’unica massa, schematizzando così il problema come un sistema ad un grado di libertà.

Verifica degli alberi

albero riduttore

Sono stati poi progettati i tre alberi effettuando le verifiche di resistenza a flessione e a risonanza. Sono stati calcolati le caratteristiche della sollecitazione lungo la geometria degli alberi:

  • momento flettente (per entrambi i versi di rotazione);
  • taglio(per entrambi i versi di rotazione);
  • momento torcente;
  • sforzo normale.

In funzione di questi valori sono stati scelti i cuscinetti adatti. Le verifiche a fatica sono state eseguite secondo la norma 7670. I punti delle sezioni critiche sono in corrispondenza della periferia e del centro degli alberi. Si è assunta contemporaneamente la presenza di flessione e torsione e successivamente solo di taglio.fem albero riduttore

La verifica a risonanza degli alberi è stata eseguita effettuando il calcolo delle pulsazioni critiche flessionali e torsionali. Si è verificato poi che le velocità di rotazione a regime del riduttore meccanico fosse lontana da tale frequenza. Nel caso le velocità di rotazione a regime siano superiori alle velocità critiche, sarà necessario prevedere una accensione il più breve possibile. Al fine di superare velocemente la zona di risonanza e portare il sistema alle condizioni stabili di funzionamento il transitorio deve essere minimo.

Altre verifiche hanno riguardato le linguette degli alberi per il calettamento delle ruote. In fine è stata progettata in maniera molto grossolana una cassa in ghisa da realizzare per fusione.

Clicca qui sotto per scaricare la relazione completa del progetto.

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