Accoppiamento vite senza fine e ruota cilindrica elicoidale

bookscad · 14 Giugno 2018

Salve a tutti.
Mi sono avvicinato da poco al "dimensionamento" e verifica degli ingranaggi.
Mi trovo ad aver analizzare questo cinematismo vite senza fine ad 1 principio (dal profilo della dentatura bizzarro) e ruota cilindrica elicoidale (dentatura ad evolvente).

Questo è il profilo del vite senza fine:

Volendo migliorare la ruota dentata (il vite senza fine non lo posso toccare) so che devo avere stesso modulo, stesso angolo d'elica, tangenza tra i due diametri primitivi e stesso passo della filettatura.
Sul vite senza fine ho passo 1,6 mm e angolo d'elica 5,29° e modulo m(?)=0,5. Sulla ruota passo 1,571 mm e angolo d'elica 5,667° e modulo m=0,5.
Penso si possa portare l'angolo d'elica della dentata a 5,29° senza fatica, ma su come mettere a posto il passo proprio non ho idea. Vi sembra che già così tutto stia in piedi? Stiamo parlando di un vite senza fine che ha una coppia di circa 2,8 Nmm e 6000 rpm.
Grazie a tutti per il vostro contributo. Buona giornata!

meccanicamg · 14 Giugno 2018

Non ho capito se é un rebus o cosa.
Per prima cosa un vite senza fine e ruota elicoidale con ingresso 6000rpm lo spacchi dopo 2 minuti.
La coppia in ingresso é 2,8Nm o Nmm?
La firma giusta é quella che esce dal calcolo una volta stabiliti i parametri. Di sicuro come la stai raccontando stai facendo a caso. E il coefficiente di spostamento di profilo? Interasse da cambiare? Guarda sul sito khk Gear e cerca le formule.

meccanicamg · 14 Giugno 2018

Ti allego le formule tecniche che ti possono servire con esempi.
Fatti un bel Excel e sistemati la geometria.

meccanicamg · 14 Giugno 2018

Cosa ci sarebbe di bizzarro? Tutte le viti senza fine sono delle eliche e tutte le ruote sono elicoidali.
Il modulo normale è quello che comanda tutto sempre.

Marco Genovese · 2 Marzo 2024

meccanicamg ha detto:
Ti allego le formule tecniche che ti possono servire con esempi.
Fatti un bel Excel e sistemati la geometria.

Ciao del testo da cui ha preso questi documenti per la vite, avresti anche il resto per la ruota condotta? Grazie

meccanicamg · 3 Marzo 2024

Marco Genovese ha detto:
Ciao del testo da cui ha preso questi documenti per la vite, avresti anche il resto per la ruota condotta? Grazie

È tutto quello che si trova sul sito KHK Gear. Se guardi bene tra le immagini c'è la vite e la corona. Guardati bene il materiale.

3DieCol · 22 Marzo 2024

Buongiorno a tutti, innanzitutto grazie per questo thread, davvero molto utile ed interessante. Ho bisogno di un confronto in merito la terza immagine riportata da @meccanicamg "Normal module system worm gear pair", in quanto sto rifacendo le formule in Excel per poter utilizzare il tutto nelle mie applicazioni.
Ho una leggera discrepanza nel risultato dell'angolo di elica, partendo dal modulo normale mn = 3 , z(vite)=2 principi e diametro di riferimento vite =44. Eseguendo la formula: sin^-1 ((mn*z)/DiamRif) mi rimane una leggerissima discrepanza nel risultato dell'elica, 7,812060843 contro il 7,83748 riportato nell'immagine. Pur sapendo che il risultato è praticamente identico, mi piacerebbe sapere dove sia la discrepanza, o semplicemente se si tratta di un piccolo errore (modulo non perfettamente 3?). Buon lavoro.

meccanicamg · 22 Marzo 2024

Sicuramente lavorare con modulo assiale o modulo normale non è uguale. Purtroppo poi nascono pasticci e confusione.
Questi sono i valori che si ottengono anche con le formule riportate sul volume 3 del Niemann.

Screenshot_20240322_224222_Microsoft 365 (Office).jpg

La formula è quella, avrai sbagliato qualcosa
[math]\gamma=arcsen(\frac{m_N•z1}{d1})[/math]Se fai la conversione tra gradi e radianti e π lo scrivi 3,14 ti mangi i decimali. Io uso "gradi" e "radianti" come funzioni excel per fare prima e non avere problemi. Tu come hai fatto?

3DieCol · 25 Marzo 2024

Grazie mille per la risposta, ho controllato la formula ed effettivamente avevo commesso un errore, non avevo impostato correttamente la funzione arcsen.
Buon lavoro e grazie.

3DieCol · 25 Marzo 2024

Ne approfitto per un'altra domanda, necessaria per poter disegnare il profilo della vite; conoscendo i diametri, il passo (assiale, e quindi con l'angolo di elica anche il normale al dente), l'angolo di pressione, posso affermare che, in corrispondenza del diametro primitivo della vite, la sezione della vano e della cresta del dente sono uguali (ovvero P/2)? suppongo di si, ma chiedo conferma. Per il resto mi torna tutto, mi manca solo questo pezzo di puzzle.
Grazie ancora.

3DieCol · 25 Marzo 2024

Un ulteriore quesito: vorrei disegnare in 3D (con Solid Edge) un accoppiamento ruota/vite senza fine con i dati riportati nell'ultimo post di @meccanicamg ; una domanda, per simulare la forma del creatore, prendo strettamente la sezione normale al dente della vite, rispettando i diametri riportati nel foglio di calcolo? il mio dubbio sta nell'angolo di pressione (che suppongo rimanga 20°) e soprattutto la larghezza della cava (che, se fosse uguale al profilo della vite, corrisponderebbe alla cresta della vite).
Grazie ancora.

davidex · 25 Marzo 2024

3DieCol ha detto:
Ne approfitto per un'altra domanda, necessaria per poter disegnare il profilo della vite; conoscendo i diametri, il passo (assiale, e quindi con l'angolo di elica anche il normale al dente), l'angolo di pressione, posso affermare che, in corrispondenza del diametro primitivo della vite, la sezione della vano e della cresta del dente sono uguali (ovvero P/2)? suppongo di si, ma chiedo conferma. Per il resto mi torna tutto, mi manca solo questo pezzo di puzzle.
Grazie ancora.

se fosse un ingranaggio normale (x=0) ad assi paralleli e senza gioco circonferenziale (backlash) mi pare di sì.

meccanicamg · 25 Marzo 2024

3DieCol ha detto:
Ne approfitto per un'altra domanda, necessaria per poter disegnare il profilo della vite; conoscendo i diametri, il passo (assiale, e quindi con l'angolo di elica anche il normale al dente), l'angolo di pressione, posso affermare che, in corrispondenza del diametro primitivo della vite, la sezione della vano e della cresta del dente sono uguali (ovvero P/2)? suppongo di si, ma chiedo conferma. Per il resto mi torna tutto, mi manca solo questo pezzo di puzzle.
Grazie ancora.

In teoria si, sul primitivo salvo giochi di funzionamento e salvo spostamento di profilo sono uguali.

meccanicamg · 25 Marzo 2024

3DieCol ha detto:
Un ulteriore quesito: vorrei disegnare in 3D (con Solid Edge) un accoppiamento ruota/vite senza fine con i dati riportati nell'ultimo post di @meccanicamg ; una domanda, per simulare la forma del creatore, prendo strettamente la sezione normale al dente della vite, rispettando i diametri riportati nel foglio di calcolo? il mio dubbio sta nell'angolo di pressione (che suppongo rimanga 20°) e soprattutto la larghezza della cava (che, se fosse uguale al profilo della vite, corrisponderebbe alla cresta della vite).
Grazie ancora.

Ci sono tre modi differenti per tagliare viti senza fine. Ognuna considera una sezione differente.
In realtà non sono mai andato a disegnare veramente il dente di una coppia vite/corona. Anche con FreeCad si riesce a fare la vite giusta ma la corona è una menata ma ci so o i tutorial.

3DieCol · 26 Marzo 2024

Grazie mille per le informazioni. Spiego il perché di tutte queste domande: sono un progettista meccanico, e devo rifare ruota e vite senza fine di un'applicazione (trapano a colonna) qui in azienda, e mi sto cimentando nella progettazione, approfittando per imparare qualcosa di nuovo (per me). Ho rifatto lo specchietto da te proposto, utilizzando i dati ricavati da me, ovvero:
Dp vite=40 mm
Principi vite=1
Denti ruota=40
modulo normale=2,5
Angolo di pressione= 20°
coefficiente spostamento x=0,2
Ruota in bronzo, vite in 42Cr.
Pur utilizzando uno spostamento in x, rifacendo il progetto in Solid Edge, mi sono accorto che all'uscita della cresta della vite dalla ruota, c'è un po' di interferenza, e mi chiedo se è un errore accettabile (dovuto ad un'assenza di tolleranza), oppure è un errore mio, ad esempio nella creazione del creatore per realizzare le cave della ruota dentata. Allego qualche immagine, e i dati del mio specchietto di calcolo.
Buon lavoro, grazie ancora per le info.

meccanicamg · 26 Marzo 2024

Bel lavoro. Potrebbe essere che ci sia un po' da lavorare sull'evolvente oppure che qualche parametro che gli manca la tangente dell'angolo...piccolo

davidex · 26 Marzo 2024

L'excel ha qualche problema per la ruota, vedi il sito della KHK che spiega bene e ha anche il calcolatore preciso, ci sono altri valori per la ruota.
>> mn=2.5
>> d1=40
>> z1=1
>> g=asind(mn*z1/d1) = 3.58332169847197
>> mt1=mn/sind(g) = 40.000
>> mx1=mn/cosd(g) = 2.50489716434
>> z2=40
>> xn2 = 0.200
>> d2=z2*mx1 = 100.195886573623
>> ha2=mn*(1+xn2) = 3
>> h=2.25*mn = 5.625
>> da2=d2+2*ha2 = 106.1958865736239
>> df2=da2-2*h = 94.94588657362392
>> de2 = da2+mn = 108.6958865736239

3DieCol · 27 Marzo 2024

Buongiorno a tutti, innanzitutto grazie delle risposte.
@davidex grazie mille, avevo dimenticato di aggiornare il dedendum della ruota in funzione del nuovo addendum (che considera lo spostamento x). Sistemato quello, il valore del diametro di piede si sistema.
Per quanto riguarda l'errore grafico, facendo riferimento alla tabella sempre postata da Davide, non avevo preso in considerazione le larghezze cordali dei denti. Mi lasciano perplesso due parametri:
-la larghezza cordale e l'altezza cordale del dente della vite: come può l'altezza cordale differire, seppur di poco, dal valore di addendum? posso capirla sulla ruota dentata, che, di fatto, si sviluppa su un diametro, ma su una vite? qualcuno ha qualche idea? sulla larghezza cordale, anche qui, mi vien da dire che vano e dente non sono uguali sul diametro di passo, in quanto la metà del passo non è uguale allo spessore del dente.
-un secondo parametro che mi lascia perplesso è la larghezza cordale del dente della ruota dentata, di valore nettamente maggiore rispetto a ciò che avevo considerato io (prendendo come riferimento il profilo del dente, ed usandolo per simulare il creatore delle cave dell'ingranaggio). Secondo voi, questa larghezza cordale del dente, è considerata sul piano "normale" al dente, oppure sulla sezione assiale? io l'ho misurata sezionando la ruota in un piano, passante dal centro, inclinato dell'angolo di elica, in modo da mettermi perpendicolare al dente, però ho qualche dubbio.
In ogni caso, sistemando il disegno secondo i nuovi dati, la situazione sembrerebbe peggiorare, con i denti della ruota che vanno in interferenza sulla vite. Può essere che debba considerare un qualche arrotondamento sui denti della ruota?
Purtroppo non ho modo di generare questo accoppiamento con altri software 3D, sarebbe bello averli generati da un software professionale, in modo da usarlo come paragone con il mio disegno, per vedere dove sbaglio.
Si, lo so, sto forse andando troppo nel dettaglio, ma purtroppo sono fatto così, non mi do pace finché non capisco al 100% tutto l'argomento, che tra l'altro è davvero molto affascinante.
Lascio un immagine del disegno aggiornato con le nuove larghezze cordali.
Grazie, buon lavoro. Diego

3DieCol · 27 Marzo 2024

Studiando la situazione, stamattina sono giunto alla conclusione che mi occorre implementare ciò che in inglese chiamano "crowning", ovvero la "lavorazione" ulteriore del dente che consente un miglior ingranamento, passaggio del film olio e serve per evitare questi problemi di interferenza. Ora devo "solo" trovare qualche formula utile per implementare il tutto nel mio progetto. In questi casi mi piacerebbe avere Kisssoft o Recurdyn che, al loro interno, durante la generazione di ingranaggi dovrebbero permettere/implementare questa caratteristica. Se qualcuno dovesse avere qualche formula in merito, sarebbe molto apprezzata.

PIETRO2002 · 27 Marzo 2024

3DieCol ha detto:
Buongiorno a tutti, innanzitutto grazie delle risposte.
@davidex grazie mille, avevo dimenticato di aggiornare il dedendum della ruota in funzione del nuovo addendum (che considera lo spostamento x). Sistemato quello, il valore del diametro di piede si sistema.
Per quanto riguarda l'errore grafico, facendo riferimento alla tabella sempre postata da Davide, non avevo preso in considerazione le larghezze cordali dei denti. Mi lasciano perplesso due parametri:
-la larghezza cordale e l'altezza cordale del dente della vite: come può l'altezza cordale differire, seppur di poco, dal valore di addendum? posso capirla sulla ruota dentata, che, di fatto, si sviluppa su un diametro, ma su una vite? qualcuno ha qualche idea? sulla larghezza cordale, anche qui, mi vien da dire che vano e dente non sono uguali sul diametro di passo, in quanto la metà del passo non è uguale allo spessore del dente.
-un secondo parametro che mi lascia perplesso è la larghezza cordale del dente della ruota dentata, di valore nettamente maggiore rispetto a ciò che avevo considerato io (prendendo come riferimento il profilo del dente, ed usandolo per simulare il creatore delle cave dell'ingranaggio). Secondo voi, questa larghezza cordale del dente, è considerata sul piano "normale" al dente, oppure sulla sezione assiale? io l'ho misurata sezionando la ruota in un piano, passante dal centro, inclinato dell'angolo di elica, in modo da mettermi perpendicolare al dente, però ho qualche dubbio.
In ogni caso, sistemando il disegno secondo i nuovi dati, la situazione sembrerebbe peggiorare, con i denti della ruota che vanno in interferenza sulla vite. Può essere che debba considerare un qualche arrotondamento sui denti della ruota?
Purtroppo non ho modo di generare questo accoppiamento con altri software 3D, sarebbe bello averli generati da un software professionale, in modo da usarlo come paragone con il mio disegno, per vedere dove sbaglio.
Si, lo so, sto forse andando troppo nel dettaglio, ma purtroppo sono fatto così, non mi do pace finché non capisco al 100% tutto l'argomento, che tra l'altro è davvero molto affascinante.
Lascio un immagine del disegno aggiornato con le nuove larghezze cordali.
Grazie, buon lavoro. Diego

Gran bel lavoro complimenti. Una domanda: come hai fatto a generare il profilo ad evolvente della ruota? Dall'immagine mi sembra che il fianco del dente sia una retta e non un profilo ad evolvente, ma forse mi sbaglio!

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