Progetto di un riduttore ad ingranaggi

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1 DISEGNO ASSISTITO DAL CALCOLATORE Laurea in Ingegneria Meccanica (N.O.) Progetto di un riduttore ad ingranaggi Specifiche tecniche del progetto - rapporto di trasmissione 0.3 < τ < interasse 150mm < i < 200mm - diametro albero di ingresso: d > 17.5 mm - albero di ingresso con giunto a disco Lecce Albenzio Matricola: 72001

2 Il Riduttore

3 Cutout del riduttore

4 Vernice Bicolore: Fashion La vernice bicolore dona un tocco di eleganza

5 Esploso 1) Cuscinetto radiale Ø 20 2) Cuscinetto radiale Ø 20 3) Anello elastico per alberi Ø 20 4) Anello elastico per fori Ø 42 5) Anello elastico per alberi Ø 40 6) Anello elastico per fori Ø 80 7) Linguetta UNI 12x8x35 8) Linguetta UNI 6x6x25 9) Pignone da 15 Denti 10) Ruota da 31 Denti 11) Anello distanziatore 12) Anello distanziatore 13) Semicarter Destra 14) Semicarter Sinistra 15) Vite M10 16) Rosetta 17) Dado M10 18) Tenuta a labbro 19) Tenuta a labbro 20) Albero di ingresso 21) Albero di uscita 22) Spina di riferimento 23) Tappo di tenuta Ø 42 24) Tappo di tenuta Ø 80

6 Distinta base Component Immagine Descrizione (1) Cuscinetto radiale Ø 40 (2) Cuscinetto radiale Ø 40 (3) Anello elastico per albero Cuscinetto radiale rigido schermato, una corona di sfere, per albero Ø20 Cuscinetto radiale rigido schermato, una corona di sfere, per albero Ø40 Anello UNI 7435 Serie normale, per albero Ø 20 Quantità Codice 2 Unità Z 2 Unità Z 3 Unità SE020 Commess a Sito skf.it skf.it filiricci.it (4) Anello elastico per foro Anello UNI 7437 Serie normale, per foro Ø 42 1 Unità SI042 filiricci.it (5) Anello elastico per albero Anello UNI 7435 Serie normale, per albero Ø 40 2 Unità SE040 filiricci.it (6) Anello elastico per foro Anello UNI 7437 Serie normale, per foro Ø 80 1 Unità SI080 filiricci.it (7) Linguetta Uni Linguetta, forma A 6 x 6 x 25 mm UNI Unità L filiricci.it (8) Linguetta Uni Linguetta, forma A 12 x 8 x 35 mm UNI Unità L filiricci.it (9) Ruota dentata a denti dritti (10) Ruota dentata a denti dritti Modulo 7 15 Denti Modulo 7 31 Denti 1 Unità 1 Unità Alesatura e Fresatura per sede linguetta Alesatura e Fresatura per sede linguetta nuovaruot edentate. com nuovaruot edentate. com

7 (11) Anello Distanziato re d=20 D= 22 Spessore 4 2 Unità ANSP mcdbetter.co m (12) Anello Distanziato re d=40 D= 45 Spessore 4 2 Unità ANSP mcdbetter.co m (13) Semi-carter Destro Semicarter del riduttore in ghisa progettato al CAD 3D e ottenuto da fusione. 1 Unità Codice Interno Interna Fusione colata di ghisa - Foratura --- (14) Semi-carter Sinistro Semicarter del riduttore in ghisa progettato al CAD 3D e ottenuto da fusione. 1 Unità Codice Interno Interna Fusione Foratura Tornitura --- (15) Vite a testa esagonale DIN 93 Standard: NF E M10x Unità bulte.com (16) Rondella piatta Per vite M8 Ø esterno 16 Spessore 1,5 20 Unità boutet.fr (17) Dado esagonale normale Tipo 2 - Passo fine - Cat. A-B - Standard ISO 8674 Ø nominale 8 Passo 1 Altezza 7,5 10 Unità bulloneria emiliana.it (18) Tenuta a labbro Shaft Ø 20 Recess Ø 42 Thickness 6 1 Unità hutchinso n.fr (19) Tenuta a labbro Shaft Ø 40 Recess Ø 80 Thickness 10 1 Unità hutchinso n.fr (20) Albero di ingresso Diametro Ø 20 1 Unità Codice Interno Interna Tornitura Fresatura ---

8 (21) Albero di uscita Diametro Ø 40 1 Unità Codice Interno Interna Tornitura Fresatura --- (22) Spina di riferimento cilindrica Diametro 1mm Lunghezza 10mm 2 Unità w.rivessrl. com/spin e.htm (23) Tappo di chiusura a tenuta Diametro Ø 42 1 unità TA Filiricci.it (24) Tappo di chiusura a tenuta Diametro Ø 80 1 unità TA Filiricci.it

9 L albero di ingresso Come da specifica, l albero di ingresso ha l alloggiamento per il giunto a disco da collegare al motore. Il diametro dell albero è 20mm. La soluzione prescelta prevede l utilizzo di una linguetta per bloccare la rotazione. Per bloccare la traslazione longitudinale sull albero è stato ricavato uno spallamento mediante tornitura ed è munito di codolo filettato. Inoltre, la tenuta dinamica, non permette la fuoriuscita del fluido lubrificante dal semicarter. Albero di ingresso e linguetta La figura in basso mostra l eventuale montaggio con giunto a disco. Si può notare che la soluzione adottata permette di bloccare assialmente la flangia e riesce ad impedire anche la rotazione della stessa. Flangia montata e bloccata assialmente

10 L albero di uscita L albero di uscita, dovendo sopportare una coppia maggiore, ha un diametro di 40mm. Anche in questo caso, la soluzione adottata prevede l utilizzo di una linguetta e il bloccaggio assiale è garantito da uno spallamento sull albero ricavato tramite tornitura e da un eventuale codolo filettato. Nota: Il tipo di montaggio dei cuscinetti dell albero di ingresso e l albero di uscita è identico ma è invertito.

11 I cuscinetti L intero sistema si basa sull uso dei 4 cuscinetti radiali a sfere. Il montaggio, di solo una delle 2 coppie di cuscinetti, è descritto dallo schema della sezione nella figura sottostante. Si può notare come l anello esterno del cuscinetto di destra sia stato lasciato libero per favorire eventuali espansioni dell albero dovute ad effetti termici durante il funzionamento. Il bloccaggio dei cuscinetti rimanenti è affidato ad anelli seegher, ai distanziali e allo spallamento ricavato su uno dei due semicarter. Per una descrizione più dettagliata si rimanda ai capitoli seguenti. Nota: Il tipo di montaggio dei cuscinetti dell albero di ingresso e l albero di uscita è identico ma è invertito.

12 Bloccaggio degli anelli interni dei cuscinetti sull albero Nel riduttore progettato, il bloccaggio dei cuscinetti è affidato ad anelli seegher per esterni, sia per l albero di ingresso e sia per l albero di uscita. Le figure in basso mostrano chiaramente la configurazione data dalla sequenza: Anelli seegher cuscinetti anelli distanziatori ruota dentata. Anelli seegher Anelli e cuscinetti Anelli, cuscinetti e distanziali Anelli, cuscinetti, distanziali e ruota dentata

13 Bloccaggio degli anelli esterni dei cuscinetti (ingresso) Sede per anello esterno del cuscinetto di destra. L anello esterno di uno dei due cuscinetti è lasciato libero per eventuali espansioni termiche. Bloccaggio dell anello esterno del cuscinetto a sinistra mediante anello seegher e spallamento ricavato sul semicarter. Bloccaggio degli anelli esterni dei cuscinetti (uscita) Sede per anello esterno del cuscinetto di destra. L anello esterno di uno dei due cuscinetti è lasciato libero per eventuali espansioni termiche. Bloccaggio dell anello esterno del cuscinetto a sinistra mediante anello seegher e spallamento ricavato sul semicarter.

14 Le ruote dentate L elemento su cui si basa l intero funzionamento del riduttore. Come da specifica di progetto, sono state scelte ruote dentate cilindriche a denti dritti. Il modulo delle ruote è 7, è stato scelto un valore intermedio in quanto la quasi totalità delle aziende produttrici di ruote dentate possono realizzare pezzi con modulo compreso tra 0,4 e 12. L interasse, vincolato anch esso dalle specifiche del progetto, è di 160mm. Il pignone ha un numero di denti pari a 15 mentre la ruota 31 in modo tale da avere un rapporto di trasmissione pari a: τ = Z/z = 15 denti/31 denti= 0,48 Lo spessore b di entrambe le ruote dentate, dettato dai vincoli di progettazione, in relazione al modulo, è di: 5m<b<40 m E stato scelto b= 40 mm L interasse I = (Z+z)*m/2 = 161 mm Dopo l acquisto, l intervento necessario per il montaggio corretto sugli alberi è costituito dall alesatura e dalla fresatura necessaria per creare la cava per l inserimento della linguetta. Le ruote sono state bloccate alla rotazione dalle linguette che dai calcoli sulle tabelle, sono state dimensionate di lunghezza opportuna da resistere alla massima coppia sull albero.

15 Il bloccaggio radiale delle ruote dentate Nell unione albero/ruota dentata sono molteplici le soluzioni possibili per la scelta del bloccaggio alla rotazione di queste ultime: profili scanalati, chiavette, linguette, accoppiamenti con interferenza, saldatura. Poiché i momenti torcenti in gioco non sono elevatissimi, la chiavetta rappresenta un buon compromesso tra economicità e precisione di accoppiamento. Sia per l albero in ingresso che in uscita, (e le relative ruote) la scelta è stata indirizzata su un classico: linguetta forma A (arrotondata). Sia per l alberino da 20mm che quello di uscita da 40mm, sono state dimensionate le cave per l alloggiamento delle linguette. I valori sono stati presi dalle tabelle delle lunghezze unificate della normativa UNI Per i valori dellle misure delle linguette e delle scanalature dell albero e delle, si rimanda il lettore alla distinta base.

16 Il bloccaggio assiale delle ruote dentate Come si è visto, la funzione di bloccare le due ruote dentate alla rotazione è demandata all utilizzo delle chiavette. La soluzione adottata per il bloccaggio assiale delle ruote prevede l utilizzo di anelli distanziatori (nell immagine, in giallo). Ruote dentate bloccate dai distanziali Gli anelli distanziatori garantiscono il bloccaggio della ruota dentata in quanto si accoppiano con gli anelli interni dei quattro cuscinetti. Tutti gli anelli interni dei cuscinetti, che non sono a contatto con i distanziali, sono bloccati da anelli seegher. Gruppo Ruote dentate, distanziali, e cuscinetti

17 Tappi fluido lubrificante Tappo superiore di rabbocco olio L intero gruppo tappi olio, elementi necessari alla corretta lubrificazione e manutenzione del riduttore, sono costituiti semplicemente da delle viti M10 a testa esagonale di passo 1.5. Il tappo sulla parte superiore del riduttore è utilizzato per il rabbocco del fluido lubrificante, il tappo inferiore invece per lo scarico, il tappo centrale, sulla superficie laterale del riduttore,in prossimità dell albero di uscita, ha la funzione di controllo del livello del fluido. Tappo centrake Tappo inferiore di scarico olio

18 Tenute dinamiche e Tappi di tenuta concorrenti coperchi. Essendo in condizioni di esigenze lievi di tenuta, in quanto si tratta tratta solo di impedire l entrata di polvere o la fuoriuscita di lubrificante da un cuscinetto a rotolamento e del riduttore, la scelta è caduta sulle tenute a labbro. Queste tenute vengono direttamente posizionate tra albero e foro del semicarter consentendo di ridurre gli ingombri e i costi dei I Tappi di tenuta e chiusura fori, invece, vengono adoperati dalla parte opposta dell albero, si posizionano sul foro che alloggia il cuscinetto. Questa versione, non avendo flangia e bordo di battuta, non permette il riutilizzo dopo essere stato smontato.

19 Accoppiamento dei semicarter Per l accoppiamento dei due semicarter, si è scelta la soluzione che permette maggiore versatilità. Dalle immagini, si può visualizzare la serie di 10 fori necessari per l accoppiamento dei semicarter mediante bulloni. Elemento di tenuta tra i semicarter La tenuta tra i due semicarter è garantita dall'applicazione di un composto sigillante interposto fra le superfici metalliche accoppiate. Il prodotto consigliato da utilizzare come sigillante per le giunzioni a tenuta d'olio fra superfici metalliche accoppiate è il silicone rosso Loctite Alta Temperatura o equivalente. Fori liberi Sulla superficie esterna flangiata dei semicarter del riduttore sono previsti 4 fori per il sollevamento. Il riduttore essendo costituito da parti metalliche, a volte pesanti, può richiedere l ausilio di questi fori per essere sollevato meccanicamente. Inoltre i fori hanno una seconda funzione: permettono di fissare il riduttore su un eventuale apposito telaio.

20 Le spine di riferimento Le spine di riferimento consentono la definizione automatica della posizione di fissaggio corretta. Si tratta di due elementi cilindrici che sono stati fissati, nei fori appositi ricavati sui due semicarter e sono opposti in quanto una spina viene posizionata nella parte superiore dei semicarter, l altra spina viene posizionata nella parte inferiore dei semicarter. Entrambe le spine, superiore ed inferiore, sono in prossimità rispettivamente dei fori per il rabbocco e scarico olio lubrificante. Si possono visualizzare meglio nell esploso del riduttore. Spina di riferimento superiore Spina di riferimento inferiore