Dimensionamento riduttore epicicloidale

Mattia89

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: Solid Edge St2
Regione: Campania
Salve a tutti, sto preparando un progetto per un esame all'università, nello specifico un riduttore epicicloidale con ingresso dal solare, uscita dal portatreno e corona vincolata. Il numero di satelliti è 4. Ho già definito modulo e diametri delle ruote, mi manca la verifica dello spessore. Il mio dubbio è se nel calcolo degli spessori devo considerare come forza tangenziale agente sul dente quella totale proveniente dal motore o solo un quarto dato che ho 4 denti contemporaneamente in presa sul solare (essendo i satelliti 4). Inoltre vorrei sapere se c'è una procedura particolare per la scelta del cuscinetto da porre al di sotto dei satelliti (cuscinetto che lega il satellite al portatreno). Mi scuso in anticipo per eventuali mancanze.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Ciao Mattia! Se fai l'equilibrio delle forze/coppie te ne accorgi se vale 1 o se vale 0.25.
L'albero centrale avrà una coppia che verrà suddivisa nei 4 satelliti o meglio, ogni satellite sentirà su di sè la coppia motrice dell'albero centrale modificata dal rapporto di trasmissione. Se ogni satellite è perfettamente in presa, si ha che la forza di ogni satellite è 1/4 di quella totale. Ma bade bene, che se a causa di giochi o imperfezioni non son tutti e 4 in presa puoi arrivare allo stato limite di 1 satellite, quindi al 100% di carico e non 25%.

Non credo vi siano particolari cose da tenere presente per il cuscinetto da porre sotto ai satelliti, soltanto che rispettino le condizioni di carico. Eventualmente posta qualche foto che vediamo se c'è qualcosa da modificare o da chiarire.
 

Mattia89

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: Solid Edge St2
Regione: Campania
Innanzitutto grazie per la risposta, effettivamente avevo pensato anche io che fosse rischioso effettuare un dimensionamento considerando solo un quarto del carico, allora se ho capito bene il consiglio è quello di dimensionare le ruote considerando comunque il 100% del carico nominale. Ma a questo punto mi sorge il dubbio, a che scopo utilizzare piu satelliti? Inoltre avrei un altro piccolo dubbio, è sconsigliato accoppiare ruote dentate con spessore diverso? O non fa differenza?
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Prego Mattia,
diciamo che il primo dimensionamento potrebbe essere effettuato al 100% e ridurre poi tramite verifiche ad usura e a flessione del dente secondo UNI 8862. Ovviamente occorre che geometricamente i giochi di ingranamento siano molto ridotti, quindi si può scendere notevolmente con il carico fino a 25%.

Lo spessore dei satelliti teoricamente dovrebbe essere uguale a quello della ruota centrale poichè la potenza e la coppia trasmissibile è in funzione dello spessore della ruota dentata.

Visto e considerato che occorre realizzare aberini o sedi, indubbiamente dovrai considerare il fattore d'intaglio ma la fascia dentata sarà larga uguale.

Se accoppi due ruote dentate con spessore differente, la coppia massima trasmissibile sarà definita dalla ruota meno larga.
 

cesius79

Utente Standard
Professione: Ingegere Meccanico Junior
Software: Quel che occorre!
Regione: Basilicata
Aggiungerei alle già ottime osservazioni di Mecc che la percentuale di coppia che si beccheranno i satelliti sarà diretta conseguenza delle tolleranze dimensionali che utilizzerai nel resto del progetto...se userai tolleranze molto strette sarai vicino a 1/4 di coppia, se userai tolleranze larghe arriverai al 100% della coppia. Per prendere una bella lode magari potresti fare anche una stima economina delle lavorazioni meccaniche da effettuare per realizzare le sedi dei cuscinetti ecc.. in modo tale da giustificare una scelta piuttosto che un'altra!
 

steven

Utente poco attivo
Professione: studente di ing. lm
Software: mathematica autocad
Regione: italia
Ragazzi riesumo questa discussione perchè si avvicina alla mia domanda.
Devo progettare un riduttore epicicloidale avente un rapporto di trasmissione di 0,2; coppia in uscita 5561Nm per cui la coppia sull'albero del solare è pari a 1112,2Nm; velocità in ingresso 750rpm, il numero di satelliti è 3.
la mia domanda è, per ricavare il modulo tramite formula di Lewis che momento uso? quello in ingresso dal solare o quello in uscita dal portasatellite?
Grazie!!!!!
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Lewis dice che la sigmalw, cioè la tensione alla base del dente è data dal prodotto della forza tangenziale diviso il prodotto tra modulo normale, larghezza ruota e numero di lewis.

Pertanto ogni satellite sopporterà la coppia a lui destinata. Ammesso che le lavorazioni siano fatte molto precise, si ha che su ogni satellite (se sono 3) si carica 1/3 della coppia massima. La potenza di ogni satellite è 1/3 della potenza massima.

Da qui la risposta alla tua domanda.
 

steven

Utente poco attivo
Professione: studente di ing. lm
Software: mathematica autocad
Regione: italia
Grazie mille per la risposta, avevo intuito che fosse come hai appena detto tu, ma purtroppo i libri che ho non trattano ne i riduttori ne la formula Lewis, quindi volevo una conferma.
Grazie alla tua risposta sono ora sono sicuro che il dimensionamento l'ho fatto bene, le ruote le ho poi verificate tramite norme iso e ho controllato i conti con un programma da te citato in precedenti post.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Grazie mille per la risposta, avevo intuito che fosse come hai appena detto tu, ma purtroppo i libri che ho non trattano ne i riduttori ne la formula Lewis, quindi volevo una conferma.
Grazie alla tua risposta sono ora sono sicuro che il dimensionamento l'ho fatto bene, le ruote le ho poi verificate tramite norme iso e ho controllato i conti con un programma da te citato in precedenti post.

Bene! Purtroppo il materiale disponibile è sempre poco e sembra che tutte le informazioni siano segreti di stato anche se sono 100 anni che si fabbrican ruote dentate. Lottiamo contro l'ignoranza tutti i gironi e ogni info è preziosa :finger:
 

steven

Utente poco attivo
Professione: studente di ing. lm
Software: mathematica autocad
Regione: italia
Ignoranza causata purtroppo da professori che non spiegano, pretendono, e quando gli chiedi i libri su cui studiare e/o approfondire restano sul vago e quindi tocca usare internet, ma non sempre le cose che ci sono sono giuste.
Meno male che ci sono forum come questi a cui chiedere un parere e ragionare con persone esperte.
 

Bubina

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: Ansys
Regione: Toscana
Salve a tutti,
Scusate se mi inserisco anche io nella conversazione, ma ho un problema legato a questo argomento per un esame universitario e non sono riuscita a reperire materiale sufficiente; devi progettare un riduttore epicicloidale in due stai, con corona fissa e ingresso nel solare. Ho dei problemi nel fare le verifiche a pitting e bending per il calcolo del modulo per quanto riguarda i satelliti; da questa conversazione ho capito che idealmente la potenza da considerare per ogni satellite è divisa per il numero di satelliti, ma non mi è chiaro se la velocità angolare da considerare per i satelliti è quella assoluta (velocità del satellite più velocità del portatreno) o quella relativa al loro asse e nel caso non sono sicura di come calcolarla.
Poi scusate un'altra domanda, ma considerando la potenza suddivisa nei singoli contributi, i valori più stringenti non saranno dati praticamente sempre dal solare?
Vi ringrazio già per le eventuali risposte, anche nel caso in cui mi sapeste indicare del materiale da cui trovarle!
 

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
Prova a fare una veloce ricerca, qui sul sito, troverai un po' di risposte ai tuoi quesiti.
Poi prova a vedere il sito KHK, vi e' un bel manuale sugli ingranaggi ed un programma per il calcolo online delle dentature.
 

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
Anche i libri di meccanica del Niemann e i manuali degli ingranaggi Henriot forniscono molte informazioni.
L'ingranaggio del solare, dove entra tutta la potenza e' certamente il piu' critico, ma tutte le dentature vanno calcolate e verificate, anche in base al materiale ed ai trattamenti usati.
In linea teorica la potenza e' suddivisa per il numero dei satelliti, ma in pratica, per gli errori costruttivi, insiti nel sistema, difficilmente tutti gli ingranaggi dei satelliti lavoreranno in modo teorico. Anche qui, la bibliografia, da me citata, ti puo' dare qualche risposta.
 

Bubina

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: Ansys
Regione: Toscana
Anche i libri di meccanica del Niemann e i manuali degli ingranaggi Henriot forniscono molte informazioni.
L'ingranaggio del solare, dove entra tutta la potenza e' certamente il piu' critico, ma tutte le dentature vanno calcolate e verificate, anche in base al materiale ed ai trattamenti usati.
In linea teorica la potenza e' suddivisa per il numero dei satelliti, ma in pratica, per gli errori costruttivi, insiti nel sistema, difficilmente tutti gli ingranaggi dei satelliti lavoreranno in modo teorico. Anche qui, la bibliografia, da me citata, ti puo' dare qualche risposta.
Grazie mille, domani controllo subito!
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Vedo che mi hanno preceduto. Sul forum abbiamo alcuni esempi pure calcolati, dove ho postato l'immagine delle celle del foglio di calco, così puoi vedere come girano i numeri.
Sicuramente sul sito KHK Gear trovi la guida online o il PDF nel quale trattano le velocità e i rapporti a seconda di che parte dell'epicicloidale è fisso.
Il Niemann, quello con i tre volumi separati tratta l'argomento.

Link sul forum:
Qui
Qui
Poi a cercare ce ne sono altri...ma quelli linkati sono i più importanti.
 

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
Per facilitare la ricerca, ho trovato queste discussioni:

22 Ottobre 2010 - Riduttore epicicloidale - Aperta da ector

6 Giugno 2020 - Riduttore epicicloidale = Aperta da waltermassa523

2 Giugno 2020 - Progettazione di un riduttore... - Aperta da gabbro01

26 Maggio 2020 - Riduttore epicicloidale - Aperta da pintossi

21 Settembre 2021 - Calcolo momento ai denti... - Aperta da meek851

28 Agosto 2010 - Dimensionamento riduttore - Aperta da mattia89

24 Marzo 2022 - Fissaggio perni satellite... - Aperta da meek851


Sicuramente mi e' sfuggito qualcosa.. :)
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Sarebbe interessante, quando ti e' possibile e se lo desideri, condividere col forum i tuoi calcoli e considerazioni.. serve per aumentare la conoscenza di tutti quelli interessati alla materia. :)
Soprattutto perché ciclicamente vengono fatte più o meno le stesse domande e se abbiamo una discussione completa, può essere consultata in autonomia da chiunque ne abbia bisogno.
 

Bubina

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: Ansys
Regione: Toscana
scusate se ci ho messo un po' di tempo a rispondere, i libri che mi avete consigliato sono stati utili, ma anche in quelli ci sono poche pagine dedicate specificamente ai rotismi epicicloidali.. Vi segnalo però il libro "Planetary Gear Trains" di Arnaudov e Karaivanov di Taylor&Francis Group, dedicato interamente e in modo approfondito all'argomento dei rotismi epicicloidali nelle loro varie forme (e anche in più stadi); nel libro è ben spiegata la distribuzione di forse tra i denti, che su ogni elemento (e quindi per i satelliti, ma anche per la corona e per il solare) risultano divise per il numero di satelliti considerando un fattore di accoppiamento. In pratica, poiché la forza scambiata tra i denti di due ruote è sempre la stessa, nel calcolo a fatica e pitting bisogna sempre considerare la stessa forza, che è quella totale ma divisa per il numero di satelliti: se è vero che sul solare quella forza agisce tre volte, è anche vero che agisce in tre punti diversi, quindi per il calcolo a fatica e a pitting bisogna considerare che su ciascun dente agisce una forza minore.. La presenza di più satelliti però influisce presumibilmente sul numero di cicli di lavoro delle ruote (il dente del solare si trova sottoposto alla medesima forza con maggiore frequenza rispetto al caso di un rotismo ordinario, proprio perché ingrana con più ruote contemporaneamente, comunque sul libro che ho segnalato è indicato anche il calcolo per il numero di giri.
Non posso allegarvi ancora il mio ragionamento perché prima di mettermi a svolgere conti ho preferito avere ben chiara la teoria leggendo tutto quanto fosse necessario.
Grazie a tutti per i consigli e spero che anche questa mia indicazione possa risultare utile!
 

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
scusate se ci ho messo un po' di tempo a rispondere, i libri che mi avete consigliato sono stati utili, ma anche in quelli ci sono poche pagine dedicate specificamente ai rotismi epicicloidali.. Vi segnalo però il libro "Planetary Gear Trains" di Arnaudov e Karaivanov di Taylor&Francis Group, dedicato interamente e in modo approfondito all'argomento dei rotismi epicicloidali nelle loro varie forme (e anche in più stadi); nel libro è ben spiegata la distribuzione di forse tra i denti, che su ogni elemento (e quindi per i satelliti, ma anche per la corona e per il solare) risultano divise per il numero di satelliti considerando un fattore di accoppiamento. In pratica, poiché la forza scambiata tra i denti di due ruote è sempre la stessa, nel calcolo a fatica e pitting bisogna sempre considerare la stessa forza, che è quella totale ma divisa per il numero di satelliti: se è vero che sul solare quella forza agisce tre volte, è anche vero che agisce in tre punti diversi, quindi per il calcolo a fatica e a pitting bisogna considerare che su ciascun dente agisce una forza minore.. La presenza di più satelliti però influisce presumibilmente sul numero di cicli di lavoro delle ruote (il dente del solare si trova sottoposto alla medesima forza con maggiore frequenza rispetto al caso di un rotismo ordinario, proprio perché ingrana con più ruote contemporaneamente, comunque sul libro che ho segnalato è indicato anche il calcolo per il numero di giri.
Non posso allegarvi ancora il mio ragionamento perché prima di mettermi a svolgere conti ho preferito avere ben chiara la teoria leggendo tutto quanto fosse necessario.
Grazie a tutti per i consigli e spero che anche questa mia indicazione possa risultare utile!
Grazie per il consiglio del libro, credo sia molto esaustivo per la materia in questione. Condivido cio' che hai scritto, l'ingranaggio solare e' quello piu' sollecitato a fatica in quanto e' sottoposto a un numero di cicli maggiore.
Normalmente la dentatura di questo componente ha una correzione positiva, questo si ripercuote sugli interassi dei satelliti e conseguentemente sul primitivo della corona.
A meno che, alla correzione positiva del solare corrisponde un uguale valore negativo della correzione degli ingranaggi satelliti, in questo caso gli interassi pratici sono i teorici.
Da fare attenzione nei calcoli, alle possibili 3 interferenze che si possono avere sulla dentatura corona interna.
 

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