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FORMULARIO INGEGNERIZZAZIONE (anno 2019-2020)TRASMISSIONE FORZE SU RUOTE DENTATE- RUOTE CONICHE:Dove gamma 1 e 2 sono ricavati da progetto e la loro somma deve dare 90°T: Componente tangenzialeP: Potenza in KW (Hp x 0= KW)n: numero di giri in rpm rm: raggio primitivo in m (da progetto)alfa: angolo d...

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FORMULARIO INGEGNERIZZAZIONE (anno 2019-2020) TRASMISSIONE FORZE SU RUOTE DENTATE - RUOTE CONICHE:

Dove gamma 1 e 2 sono ricavati da progetto e la loro somma deve dare 90°

T: Componente tangenziale P: Potenza in KW (Hp x 0.735499= KW) n: numero di giri in rpm rm: raggio primitivo in m (da progetto)

alfa: angolo di pressione 20° gamma: semiangolo ruota conica 2 (da complessivo) R: componente radiale A: componente assiale Mt: momento torcente trasmesso all’albero Dp2: diametro primitivo ruota montata sull’albero

- RUOTE A DENTI ELICOIDALI:

T: Componente tangenziale in Newton P: Potenza in KW n: numero di giri in giri/min (rpm) rm: raggio primitivo in m (da progetto) Beta: angolo d’elica (dato) A: componente assiale R: componente radiale Alfa: angolo di pressione 20°

- RUOTE A DENTI DRITTI: T: Componente tangenziale P: Potenza in KW n: numero di giri in giri/min (rpm) r: raggio primitivo in m (da progetto) R: componente radiale M: momento torcente trasmesso all’albero

TRASMISSIONE FORZE DIRETTAMENTE SU ALBERO Mt: momento torcente trasmesso all’albero Pc: Potenza corretta in W (P x 1,2) Ft: Componente tangenziale Dp: diametro primitivo Omega: velocita angolare in rad/sec n: numero di giri in giri/min (rpm)

TRASMISSIONE FORZE SU CINGHIA Ft: Componente tangenziale TM: tiro conduttore in N Tm: tipo condotto f: coefficiente di attrito Alfa=pi greco

DIMENSIONAMENTO/ VERIFICA ALBERO Dopo aver calcolato i momenti che si scaricano sull’albero in esame, si procede col dimensionamento. Ipotizzo un materiale ad esempio:

Calcolo:

Se sull’albero ho solo momento torcente:

Mt: momento torcente trasmesso all’albero D: diametro minimo dell’albero Se sull’albero ho solo momento torcente e flettente: Mf: momento flettente trasmesso all’albero

Le due formule mi restituiscono un diametro minimo da rispettare, se l’esercizio chiede di dimensionare l’albero vanno bene diametri da questo valore in su; se l’esercizio chiede una verifica dell’albero montato, si misura il diametro sul progetto e ci si accerta che sia maggiore uguale al valore calcolato.

SCELTA/ VERIFICA CUSCINETTI Dopo aver calcolato il diametro dell’albero, le varie forze e momenti che si scaricano sull’albero in esame, si procede col calcolo delle reazioni vincolari tramite l’analisi isostatica. Per risoluzione isostatica, in generale: - Cuscinetti a sfere: reazione ASSIALE E RADIALE - Cuscinetti a rullo: reazione solo RADIALE - Cuscinetti a rulli conici: reazione ASSIALE E RADIALE Composizione sollecitazione cuscinetti: PER CUSCINETTI A SFERE: (pagina del pdf di riferimento 323 catalogo SKF )

Fr: Carico radiale in N Fa: Carico assiale in N

>= 2

PER CUSCINETTI A RULLI: (pagina del pdf di riferimento 605 catalogo SKF ) Y2: Carico radiale sul cuscinetto

Coefficiente di sicurezza >= 4

PER CUSCINETTI A RULLI CONICI: (pagina del pdf di riferimento 825 SKF) Fr: Carico radiale in N Fa: Carico assiale in N Y0: 1,1 Coefficiente di sicurezza >= 4 (come per cuscinetti a rulli normali) SCELTA / VERIFICA CUSCINETTO - Se il problema è verificare il cuscinetto, si ricerca sul catalogo il cuscinetto montato da progetto, si individua da catalogo il suo valore C0 e si calcola il coefficiente di sicurezza con la relazione: C0: carico statico di base in KN (da catalogo) P0: Carico applicato S0: Coefficiente di sicurezza (da catalogo) Se il coefficiente di sicurezza risultante avrà valore maggiore uguale di quelli indicati a destra, allora il componente sarà verificato >= 2 per cuscinetti a sfere radiali >= 4 per per cuscinetti a rulli normali e rulli conici - Se il problema è scegliere il cuscinetto, lo si ricerca da catalogo (che sia a sfere o a rulli o a rulli conici) con un diametro interno uguale a quello dell’albero e che col suo valore di C0, vada a verificare i coefficienti di sicurezza. In questo caso però, bisogna amplificare il carico applicato P0, per tener conto della vita stimata del cuscinetto, ricavando un valore C da sostituire al vecchio P0 nel calcolo del coefficiente di sicurezza Stima del numero di ciclo:

n: giri/min h: ore di funzionamento (10000 stimato) L: numero di ciclo

NB: spesso i cuscinetti vanno vincolati assialmente su un lato da uno spallamento ricavato sull’albero, l’altezza minima dello spallamento è indicata da catalogo con l’indicazione

SCELTA LINGUETTA Per la scelta della linguetta basta entrare in tabella col diametro dell’albero e da li ricavare tutti i dati relativi ad essa: dimensioni nominali (b x h x l) dove la lunghezza l generalmente è circa la metà della controparte sul quale verrà montata. Dalla stessa tabella ricavare anche gli smussi e tutte le dimensioni della cava da ricavare dalla stessa riga.

ESEMPIO:

TABELLA TOLLERANZE

SCELTA GIUNTO:

Per la scelta del giunto si fanno semplicemente delle considerazioni sul diametro che deve essere uguale a quello dell’albero, e verificare che esso possa trasmettere un momento torcente maggiore di quello di esercizio. Eventualmente verificare anche la velocità. Anche il giunto necessita di uno spallamento ricavato sull’albero per il bloccaggio assiale.

SCELTA CINGHIA Scelta della cinghia è in funzione della velocità di rotazione e del diametro primitivo della puleggia (dato). Si deve ricavare la potenza nominale della cinghia, da cui risalire a quante cinghie servono nella trasmissione. V: velocità nominale in m/s

n: numero di giri in giri/sec dp: diametro primitivo puleggia (dato)

Entrando in tabella col valore della velocità e col diametro primitivo della puleggia posso individuare il valore della potenza nominale trasmissibile con una cinghia. Dal rapporto, calcolo il numero minimo di cinghie necessarie

z: numero di cinghie Pc: potenza di esercizio (da testo) Pn: potenza nominale (da tabella)

Ipotizziamo una cinghia di tipo B, individuando la larghezza di una cinghia

SCELTA PULEGGIA Per la scelta della puleggia, noto la larghezza di una cinghia e noto il numero di cinghie, mi calcolo la larghezza della puleggia, e da tabella ricavo la puleggia necessaria. Lcinghiatot = z x Ldi una cinghia

Ldi una cinghia: Larghezza di una cinghia (17mm per tipo B scelto)

z: numero di cinghie Lcinghiatot:Larghezza minima che la puleggia deve avere per poter ospitare le cinghie necessarie

Per il bloccaggio assiale della puleggia, si sceglie una vite mordente

(?)

SCELTA RUGOSITA’ - SEDE FLANGIA GIUNTO E PULEGGIA: g6: tolleranza albero H7: tolleranza fori Entro in tabella col valore numerico della tolleranza sull’albero (gighe) e col diametro dell’albero (colonne) e identifico il valore della rugosità sulle rispettive sedi di giunto e puleggia.

- SEDE CUSCINETTI: Entrando in tabella col diametro dei cuscinetti, ricavo il valore della rugosità delle loro sedi sull’albero

CONSIGLI GENERALI Al fine del superamento dell’esame, in generale se si sceglie un altro componente con misure differenti rispetto a quelle di progetto, affinché il componente modificato possa essere montato è necessario apportare delle modifiche anche al componente sul quale lo si monta, e questo potrebbe indurre in errore. Per questo motivo è sempre meglio andare ad apportare il numero minore di modifiche al progetto, se è indispensabile variare le misure del componente da cambiare lo si può fare, ma bisogna anche modificare correttamente le misure delle controparti. Consigliato: scegliere un componente (esempio cuscinetto) che abbia le stesse dimensioni di massima del cuscinetto già montato da progetto.

NB: il seguente file è stato prodotto sintetizzando e schematizzando i temi trattati nelle 4 esercitazioni d’esame del professore Alfredo Liverani e della professoressa Daniela Francia nell’anno 2019/2020. I procedimenti illustrati sono da prendere come riferimento per il superamento dell’esame di ingegnerizzazione del prodotto M in quanto contenente materiale illustrato a lezione, ma non ne garantisco la rigorosità e l’esattezza dei metodi illustrati in quanto riprodotti da uno studente e tratti da esercitazioni proposte a lezione con già presenti errori al loro interno.

Gabriele De Iaco...