INDICE 3 INTRODUZIONE 17 CAPITOLO 1

Transcript

1 INDICE Pagina INDICE 3 INTRODUZIONE 17 CAPITOLO 1 VM MOTORI E KISSsoft AG: STORIA E PRESENTE DELLE AZIENDE VM MOTORI Le tappe fondamentali della storia La produzione attuale Settore automotive Settore industriale e marino.22 Motori per uso industriale ed agricolo Motori marini..26 Gruppi funzionali KISSsoft AG Le tappe fondamentali della storia Mercato CAPITOLO 2 TEORIA DEGLI INGRANAGGI GEOMETRIA DELLE RUOTE DENTATE Evolvente di cerchio Teoria dell ingranamento Profilo di riferimento Coefficiente di spostamento Spessore del dente Interferenza di taglio Interasse nominale e modificato Rapporto di condotta GLI INGRANAGGI Ruote cilindriche a denti dritti Ingranaggi cilindrici paralleli a denti dritti. 48 3

2 2.2.3 Ruote cilindriche elicoidali Ingranaggi paralleli a dentatura elicoidale Velocità di rotolamento e di strisciamento Forze Rapporto di trasmissione Pressione di contatto Coefficiente di spostamento Ingranaggi riduttori e moltiplicatori Correzioni della dentatura Perdite meccaniche negli ingranaggi CONTROLLO DELLE RUOTE DENTATE Misura dello spessore cordale su più denti (Wildhaber) Misura mediante sfere o rulli Misura del passo Controllo dei profili e dell elica Normativa Gioco fra i denti CALCOLO DEGLI INGRANAGGI Usura e danneggiamento dei denti Capacità di carico di ingranaggi cilindrici ad assi paralleli Norma ISO Fattori d influenza Calcolo della pressione superficiale Calcolo della resistenza a flessione al piede del dente Sollecitazioni ammissibili Analisi della sollecitazione di ingranaggi con profilo modificato Fattore di servizio Calcolo con lo spettro dei carichi MATERIALI Materiali ferrosi Trattamenti termici dell acciaio Bronzi Polimeri LUBRIFICAZIONE Lubrificanti Viscosità Modalità di lubrificazione degli ingranaggi Regime elasto-idrodinamico (EHD) Scoring (grippaggio termico) VIBRAZIONI E RUMORE Vibrazioni naturali e forzate Cause di vibrazione Rumore

3 2.8 PERDITE NEGLI INGRANAGGI Perdite per attrito Perdite dovute a sbattimento Dissipazione del calore FABBRICAZIONE DELLE RUOTE DENTATE I pezzi grezzi La lavorazione degli sbozzati delle ruote dentate Taglio di ruote cilindriche a denti dritti ed elicoidali Lavorazione mediante fresa di forma Lavorazione per generazione La finitura degli ingranaggi cilindrici Rettifica Sbarbatura Levigatura Skiving CAPITOLO 3 STRUMENTI DI ANALISI PER INGRANAGGI CALCOLO DI INGRANAGGI..131 Modello di Lewis..131 Modello di Hertz Modello di Blok 132 Modello della lubrificazione elastoidodinamica (EHD) PROGRAMMI DI CALCOLO BASATI SULLE NORMATIVE Generazione automatica della geometria degli utensili Scelta degli utensili Valutazione della ripartizione di carico Sollecitazione flessionale alla base del dente Fatica superficiale Parametri per la valutazione del pericolo di grippaggio od usura Il codice KISSsoft: modulo di calcolo per ingranaggi Il codice RHF Ipar Idis Interfaccia tra i codici e utente Il codice AGMA CODICI DI CALCOLO BASATI SU METODOLOGIE F.E.M Codici di calcolo di tipo avanzato Il programma LDP Il codice Helical3D di Ansol CONFRONTO FRA DIVERSI CODICI D CALCOLO CONCLUSIONI

4 3.6 ALTRI SOFTWARE PER IL CALCOLO DI CATENE DI INGRANAGGI Il codice HEXAGON Il codice ROMAX Il codice DRIVE CONCEPTS LVR Il codice TBK CAPITOLO 4 KISSsoft E KISSsys KISSsoft Calcolo ingranaggi Ruote cilindriche Configurazioni Progettazione Calcoli della resistenza Geometria Forma del dente Operazioni Rappresentazione della forma del dente Ottimizzazione forma del dente Dentatura speciale Calcoli speciali Ruote coniche Calcoli della resistenza Corone dentate Ruote a vite Ruote ipoidi Ruote ipoidi con dentatura ciclo-palloide Alberi e cuscinetti Calcolo degli alberi Geometria degli alberi Calcolo dell inflessione e delle forze di reazione dei cuscinetti Resistenza Numero di giri critico Deformazione della direttrici del fianco Cuscinetti volventi Calcolo vita utile ampliato Numero di giri di riferimento termico ammesso Cuscinetti radenti Cuscinetti radenti radiali idrodinamici

5 Cuscinetti radenti assiali idrodinamici Elementi di collegamento Accoppiamenti albero/mozzo Chiavette Accoppiamenti Alberi dentati Albero scanalato Molle a disco Poligoni Viti Giunti incollati, brasati e saldati Giunti incollati Giunzioni brasate Giunti saldati Perni e spine Molle Molle di compressione Molle di trazione Molle di torsione Molle a tazza Molle a barre di torsione Catene e cinghie Cinghie dentate Cinghie trapezoidali Trasmissioni a catena Moduli di calcolo aggiuntivi Conversione durezza Calcolo tolleranze Pressione di Hertz Prova della resistenza con sollecitazioni locali Interfacce CAD Interfaccia LVR KISSsys Gestione dei calcoli Gestione delle varianti Adattamenti mediante programmazione Campi d applicazione GPK.218 7

6 CAPITOLO 5 LA DISTRIBUZIONE NEI MOTORI SERIE D, R, MD E MR LA DISTRIBUZIONE NEI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA I MOTORI INDUSTRIALI E MARINI VM SERIE R, MR, D E MD Serie D Serie R Serie MD Serie MR LA DISTRIBUZIONE NEI MOTORI INDUSTRIALI E MARINI VM Serie R e MR Presa di forza anteriore Serie D e MD INGRANAGGI, ALBERI E SUPPORTI Serie R Ingranaggio comando distribuzione..228 Albero motore Cuscinetto radente Ingranaggio di rinvio.230 Perno.231 Boccola Ingranaggio di comando dell albero a camme Ingranaggi di rinvio pompa iniezione common rail Ingranaggio di comando pompa iniezione common rail Ingranaggio di comando della pompa olio Ingranaggio della pompa olio Posizione assolute e relative ingranaggi serie R Serie D Ingranaggio comando distribuzione..238 Albero motore Cuscinetto radente Ingranaggio di rinvio.240 Perno.241 Boccola Ingranaggio di comando dell albero a camme Ingranaggio di comando pompa iniezione meccanica Ingranaggio di comando della pompa olio Ingranaggio della pompa olio Posizione assolute e relative serie D Serie MR e MD Ingranaggio di comando della pompa olio Ingranaggio della pompa olio Posizioni assolute e relative ingranaggi serie MR.248 8

7 Posizioni assolute e relative ingranaggi serie MD 248 o Presa di forza anteriore Ingranaggio di rinvio della presa di forza..249 Alberino 250 Boccola Ingranaggio di comando della presa di forza 251 Mozzo macchina trascinata.252 Cuscinetto volvente Coperchio ingranaggi Posizioni assolute e relative ingranaggi serie R con presa di forza Posizioni assolute e relative ingranaggi serie D con presa di forza POMPA INIEZIONE Pompa meccanica BOSCH VE Pompa common rail BOSCH CP SISTEMA DI LUBRIFICAZIONE Caratteristiche e condizioni di esercizio del lubrificante Pompe olio Pompa olio motori industriali Pompa olio motori marini..258 CAPITOLO 6 FOGLIO DI CALCOLO EXCEL CALCOLO GEOMETRICO PROFILO DEL DENTE Tratto di testa Tratto ad evolvente Tratto di raccordo Tratto di piede FOGLIO DI CALCOLO PER INGRANAGGI CILINDRICI AD ASSI PARALLELI VM Geometria Resistenza Misura tra le sfere Profilo del dente delle ruota Grafica della ruota Profilo del dente della ruota Grafica della ruota FOGLIO DI CALCOLO PER INGRANAGGI CILINDRICI AD ASSI PARALLELI MODIFICATO Geometria.270 9

8 6.4.2 Resistenza Misura tra le sfere Grafica della ruota Profilo del dente delle ruota Grafica della ruota Profilo del dente della ruota FOGLIO DI CALCOLO E CONFRONTO PER INGRANAGGI CILINDRICI AD ASSI PARALLELI Geometria Resistenza Misura tra le sfere Grafica della ruota Profilo del dente delle ruota Confronto dente base e modificato della ruota Grafica della ruota Profilo del dente della ruota Confronto dente base e modificato della ruota RISULTATI Ingranaggi Serie R Dati geometrici Profili dei denti Ingranaggi pompa iniezione Serie D e MD Dati geometrici Profili dei denti Ingranaggi Presa di forza anteriore Dati geometrici Profili dei denti Ingranaggi pompa olio Serie MR e MD Dati geometrici Profili dei denti ESPORTAZIONE DEL PROFILO IN CAD 3D 295 CAPITOLO 7 CREAZIONE DEL MODELLO DELLA DISTRIBUZIONE CON KISSsoft E KISSsys KISSsoft Pacchetto KISSsoft ingranaggi Analisi delle modalità di rottura degli ingranaggi.298 La fatica per flessione La fatica superficiale di contatto..300 Grippaggio

9 Fattori di sicurezza Introduzione dati di input..302 Spostamento del profilo di fabbricazione.306 Altre regolazioni Lettura dati di output Ottimizzazione Ottimizzazione grossolana 317 Ottimizzazione fine Modulo di calcolo ingranaggi con tre ruote Risultati Ingranaggi Serie R..319 o Comando distribuzione rinvio o Rinvio comando albero a camme..320 o Comando albero a camme rinvio pompa common rail (denti elicoidali) o Rinvio pompa common rail (denti dritti) comando pompa common rail o Comando pompa olio industriali pompa olio industriali Ingranaggi pompa iniezione Serie D e MD 321 o Comando albero a camme comando pompa iniezione meccanica Ingranaggi Presa di forza 321 o Rinvio rinvio presa di forza o Rinvio presa di forza comando presa di forza Ingranaggi pompa olio Serie MR e MD.322 o Comando pompa olio marini pompa olio marini Pacchetto KISSsoft alberi cuscinetti Introduzione dati di input Introduzione geometria albero Elementi principali Elementi secondari Forze.327 Supporti 329 Inserimento grafica Lettura dati di output.330 Flessione e forze sui cuscinetti.331 Frequenze critiche di flessione.332 Frequenze critiche di torsione..333 Frequenze critiche di presso flessione..333 Resistenza.334 Deformazione Linea del fianco

10 Modulo di calcolo cuscinetti volventi..336 Modulo di calcolo cuscinetti radenti Ottimizzazione alberi Risultati Alberi e perni Serie R, D, MR e MD..338 o Albero motore (parte terminale) o Perno rinvio Alberi Presa di forza o Alberino rinvio Presa di forza..339 o Alberino comando Presa di forza Pacchetto KISSsoft cuscinetti radenti Introduzione dati di input..340 Introduzione dei dati relativi alla lubrificazione..341 Introduzione dati aggiuntivi.341 Dimensionamento dei giochi Lettura dati di output Risultati Pacchetto KISSsoft cuscinetti volventi Introduzione dati di input..343 Introduzione dei dati generali Lettura dati di input Ottimizzazione cuscinetti volventi Risultati KISSsys Realizzazione di un modello in KISSsys..347 Calcolo della cinematica Inserimento di calcoli KISSsoft 352 Posizionamento dei componenti Configurazione dell interfaccia utente.355 Inserimento dei dati di calcolo rimanenti Realizzazione del modello della distribuzione in KISSsys..363 Procedimento 363 Calcolo della cinematica in KISSsys 364 Collegamento con moduli di calcolo in KISSsoft 365 Calcolo degli ingranaggi Introduzione del profilo degli alberi.365 Posizionamento componenti.366 Realizzazione interfaccia utente Verifica e ottimizzazione..367 ESEMPIO: Ottimizzazione ingranaggi 367 ESEMPIO: Ottimizzazione alberi 368 ESEMPIO: Ottimizzazione cuscinetti volventi

11 7.2.3 Risultati Modello Serie R con Presa di forza Modello Serie R Modello Serie MR Modello Serie D con Presa di forza Modello Serie D Modello Serie MD Conclusioni CAPITOLO 8 ANALISI DEI RISULTATI DI KISSsys FLUSSO DELL ANALISI FOGLIO EXCEL CON RISULTATI RISULTATI Analisi della configurazione attuale Serie R con presa di forza, MR e R Serie D con presa di forza, MD e D Verifica della validità del modello Analisi della configurazione attuale con sollecitazioni incrementate Serie R con presa di forza Serie D con presa di forza Analisi della configurazione attuale al variare di alcuni parametri Influenza del fattore di servizio Influenza di temperatura, densità e viscosità olio Analisi della configurazione modificata per sollecitazioni attuali Soluzione con grasso in boccole Soluzione senza getti olio ingranaggi con pressione olio aumentata Soluzione con alberino rinvio presa di forza di diametro 28 mm Grafico sicurezza supporti e ingranaggi delle soluzioni modificate Ingranaggi rinvio comando pompa common rail ottimizzati Analisi della configurazione modificata per sollecitazioni incrementate Soluzione con cuscinetti a rullini al posto di boccole Soluzione con ingranaggi critici con fascia maggiorata OTTIMIZZAZIONE ACUSTICA INGRANAGGI CONCLUSIONI

12 CAPITOLO 9 CONCLUSIONI POTENZIALITA DEI SOFTWARE Vantaggi riscontrati..416 Progettazione e sviluppo Applicazioni interne.416 Marketing Problemi riscontrati ANALISI DELLA DISTRIBUZIONE CONCLUSIONI.418 BIBLIOGRAFIA RINGRAZIAMENTI