Come progettare un ingranaggio cilindrico forgiato

Prima di iniziare a progettare il tuo ingranaggio cilindrico, devi comprenderne i componenti principali. Tra questi ci sono quelli forgiati, con chiavetta, scanalati, con vite di fermo e altri ancora. Comprendere le differenze tra questi tipi di ingranaggi cilindrici è fondamentale per prendere una decisione consapevole. Per saperne di più, continua a leggere. Inoltre, non esitare a contattarmi per assistenza! Di seguito sono elencati alcuni suggerimenti e trucchi utili per progettare un ingranaggio cilindrico. Spero che ti aiutino a progettare l'ingranaggio cilindrico dei tuoi sogni.

Forgiatura di ingranaggi cilindrici

La forgiatura degli ingranaggi cilindrici è uno dei processi più importanti nella produzione di componenti per trasmissioni automobilistiche. Il processo produttivo è complesso e prevede diverse fasi, tra cui la sferoidizzazione del grezzo, la forgiatura a caldo, la ricottura, la fosfatazione e la saponificazione. Il materiale tipicamente utilizzato per gli ingranaggi cilindrici è la lega 20CrMnTi. Il processo si completa mediante un metodo di estrusione continua con matrici progettate per la lunghezza della fascia di dimensionamento L e lo spessore dell'angolo di spaccatura T.
Il processo di forgiatura degli ingranaggi cilindrici può utilizzare anche il poliossimetilene (POM), una plastica resistente comunemente impiegata nella produzione di ingranaggi. Questo materiale è facile da modellare e sagomare e, dopo l'indurimento, risulta estremamente rigido e resistente all'abrasione. Per la produzione di ingranaggi cilindrici si utilizzano diversi metalli e leghe, tra cui acciaio forgiato, acciaio inossidabile e alluminio. Di seguito sono elencati i diversi tipi di materiali utilizzati nella produzione di ingranaggi, con i relativi vantaggi e svantaggi.
La dimensione dei denti di un ingranaggio cilindrico a denti dritti si misura in moduli, o m. Ogni numero rappresenta il numero di denti dell'ingranaggio. All'aumentare del numero di denti, aumenta anche la sua dimensione. In generale, maggiore è il numero di denti, maggiore è il modulo. Un ingranaggio con un modulo elevato ha un angolo di pressione maggiore. È inoltre importante ricordare che gli ingranaggi cilindrici a denti dritti devono avere lo stesso modulo degli ingranaggi che azionano.

Vite di fissaggio ingranaggi cilindrici

Un'industria moderna non può funzionare senza ingranaggi cilindrici a denti dritti. Questi ingranaggi sono altamente efficienti e ampiamente utilizzati in una varietà di applicazioni. La loro progettazione prevede il calcolo di velocità e coppia, entrambi fattori critici. Il modello MEP, ad esempio, considera la variazione di rigidità di una coppia di denti lungo il suo percorso. I risultati vengono utilizzati per determinare il tipo di ingranaggio cilindrico a denti dritti necessario. Di seguito sono riportati alcuni suggerimenti per la scelta di un ingranaggio cilindrico a denti dritti:
Tipo A. Questo tipo di ingranaggio non ha un mozzo. L'ingranaggio stesso è piatto con un piccolo foro al centro. Gli ingranaggi a vite di fermo sono comunemente usati per applicazioni leggere senza carichi. Lo spessore del metallo può variare da 0,25 mm a 3 mm. Gli ingranaggi a vite di fermo sono utilizzati anche per macchinari di grandi dimensioni che devono essere robusti e durevoli. Questo articolo fornisce un'introduzione ai diversi tipi di ingranaggi cilindrici a denti dritti e alle loro differenze.
Ingranaggi cilindrici con mozzo a perno. Gli ingranaggi cilindrici con mozzo a perno utilizzano una vite di fermo per fissare il perno. Questi ingranaggi sono spesso collegati a un albero tramite perni di centraggio, perni elastici o perni a rullo. Il perno viene forato con il diametro preciso necessario per inserirsi all'interno dell'ingranaggio, in modo che non si allenti. Gli ingranaggi cilindrici con mozzo a perno hanno tolleranze elevate, poiché il foro non è sufficientemente grande da bloccare completamente l'albero. Questo tipo di ingranaggio è generalmente il più costoso dei tre.

Ingranaggi cilindrici a denti dritti con chiavetta

Nell'industria moderna, le trasmissioni a ingranaggi cilindrici a denti dritti sono ampiamente utilizzate per il trasferimento di potenza. Questi tipi di trasmissioni offrono un'eccellente efficienza, ma possono essere soggetti a perdite di potenza. Tali perdite devono essere stimate durante la fase di progettazione. Un elemento chiave di questa analisi è il calcolo dell'area di contatto (2b) della coppia di ingranaggi. Tuttavia, questo valore non è necessariamente applicabile a ogni ingranaggio cilindrico a denti dritti. Ecco alcuni esempi di come calcolare quest'area. (Vedi Figura 2)
Gli ingranaggi cilindrici a denti dritti sono caratterizzati da denti paralleli all'albero e all'asse, e una velocità primitiva fino a 25 m/s è considerata elevata. Inoltre, sono più efficienti degli ingranaggi elicoidali di pari dimensioni. A differenza degli ingranaggi elicoidali, gli ingranaggi cilindrici a denti dritti sono generalmente considerati ingranaggi a passo fisso. Sono spesso utilizzati in applicazioni in cui il controllo della rumorosità non è un problema. La simmetria degli ingranaggi cilindrici a denti dritti li rende particolarmente adatti ad applicazioni in cui è richiesta una velocità costante.
Oltre agli ingranaggi cilindrici a denti elicoidali, per la trasmissione è possibile utilizzare anche ingranaggi con denti di forma standard. A differenza degli ingranaggi elicoidali, gli ingranaggi cilindrici a denti evolventi presentano basi spesse che prevengono l'usura dei denti. Questi ingranaggi sono facilmente realizzabili con utensili di produzione convenzionali. La forma evolvente è la scelta ideale per la produzione su piccola scala ed è uno dei tipi di ingranaggi cilindrici a denti dritti più diffusi.

Ingranaggi cilindrici scanalati

Quando si considerano i tipi di ingranaggi cilindrici a denti dritti utilizzati, è importante notare le differenze tra i due. Un ingranaggio cilindrico a denti dritti, detto anche ingranaggio evolvente, genera coppia e regola la velocità. È più comune nei motori delle automobili, ma viene utilizzato anche negli elettrodomestici di uso quotidiano. Tuttavia, uno dei principali svantaggi degli ingranaggi cilindrici a denti dritti è la rumorosità. Poiché gli ingranaggi cilindrici a denti dritti si innestano un solo dente alla volta, creano un elevato livello di stress e rumore, rendendoli inadatti all'uso quotidiano.
Il grafico della distribuzione delle sollecitazioni di contatto rappresenta l'area del fianco di ciascun dente dell'ingranaggio e la distanza sia in direzione assiale che di profilo. Un'area di contatto elevata si trova verso il centro dell'ingranaggio, a causa della microgeometria dello stesso. Un valore l positivo indica che non vi è disallineamento dei denti della scanalatura sull'interfaccia con la mano elicoidale. Il contrario è vero per valori l negativi.
Utilizzando una tecnica di limite superiore, Abdul e Dean hanno studiato la forgiatura di ingranaggi cilindrici a denti dritti. Hanno ipotizzato che il profilo del dente fosse una linea retta. Hanno anche esaminato la pressione di forgiatura adimensionale di una scanalatura. Gli ingranaggi cilindrici a denti dritti con scanalatura sono comunemente utilizzati in motori, riduttori e trapani. La resistenza degli ingranaggi cilindrici e delle scanalature dipende principalmente dal loro raggio e dal diametro del dente.
Ingranaggi cilindrici in acciaio inossidabile SUS303 e SUS304

Gli ingranaggi cilindrici in acciaio inossidabile vengono prodotti utilizzando diverse tecniche, che dipendono dal materiale e dall'applicazione. Il processo più comune utilizzato nella loro fabbricazione è il taglio. Altri processi includono la laminazione, la fusione e la forgiatura. Inoltre, gli ingranaggi cilindrici in plastica vengono prodotti mediante stampaggio a iniezione, a seconda della quantità di produzione richiesta. Gli ingranaggi cilindrici in acciaio inossidabile SUS303 e SUS304 possono essere realizzati utilizzando una varietà di materiali, tra cui acciaio al carbonio strutturale S45C, ghisa grigia FC200, metallo non ferroso C3604, plastica tecnica MC901 e acciaio inossidabile.
La differenza tra gli ingranaggi cilindrici in acciaio inossidabile 304 e 303 risiede nella loro composizione. I due tipi di acciaio inossidabile condividono una struttura comune, ma presentano composizioni chimiche diverse. Cina e Giappone utilizzano le sigle SUS304 e SUS303, che si riferiscono ai diversi gradi di composizione. Come per la maggior parte degli acciai inossidabili, i due diversi gradi sono destinati ad applicazioni industriali, come ingranaggi epicicloidali e ingranaggi cilindrici.

Ingranaggi cilindrici in acciaio inossidabile

Esistono diversi aspetti da considerare nella scelta di un ingranaggio cilindrico in acciaio inossidabile, tra cui il passo diametrale, il numero di denti per unità di diametro e la velocità angolare dei denti. Tutti questi aspetti sono fondamentali per le prestazioni di un ingranaggio cilindrico e le corrette misurazioni dimensionali sono essenziali per la progettazione e la funzionalità dello stesso. Gli operatori del settore dovrebbero avere familiarità con la terminologia utilizzata per descrivere i componenti degli ingranaggi cilindrici, sia per garantire chiarezza in fase di produzione che negli ordini di acquisto.
Un ingranaggio cilindrico a denti dritti è un tipo di ingranaggio cilindrico di precisione con denti paralleli disposti su un bordo. Trova impiego in diverse applicazioni, come motori fuoribordo, verricelli, macchine edili, attrezzature da giardino, azionamenti per turbine, pompe, centrifughe e una varietà di altre macchine. Un ingranaggio cilindrico a denti dritti è tipicamente realizzato in acciaio inossidabile e presenta un'elevata durata. È il tipo di ingranaggio più comunemente utilizzato.
Gli ingranaggi cilindrici in acciaio inossidabile sono disponibili in diverse forme e dimensioni. Generalmente, sono realizzati in acciaio inossidabile SUS304 o SUS303, materiali apprezzati per la loro elevata lavorabilità. Questi ingranaggi vengono poi sottoposti a trattamento termico di nitrurazione o di induzione superficiale dei denti. A differenza degli ingranaggi convenzionali, che necessitano di rettifica dei denti dopo il trattamento termico, gli ingranaggi cilindrici in acciaio inossidabile presentano un basso tasso di usura e un'elevata lavorabilità.

Modificato da CX il 11/05/2023