Dubbio su calcolo della verifica a Pitting

funghet

Utente standard
professione: Studente universitario
software: AutoCad
regione: Italia
Buonasera.
Il prof a lezione ci ha svolto un esercizio da esame nel quale la seconda richiesta chiedeva di calcolare il coefficiente di sicurezza per la verifica a Pitting della ruota 2 (ruota condotta).
Vorrei sapere se nella formula di verifica a Pitting del Nuovo Colombo, il carico F da inserire sia la forza agente lungo il segmento d'azione o se è solo la componente tangenziale che agisce sui denti.

Poichè dai calcoli svolti nell'esercizio mi pare di capire sia stato considerato, come carico F, la forza agente lungo il segmento d'azione. Ma in un esercizio guida teorico delle nostre slide viene calcolato il carico F come una forza tangenziale ricavata dalla formula Ft = Mt / Rp2 = Mt / (m*z2/2).
Nell'esercizio da esame vengono fatte considerazioni sul coseno dell'angolo correttivo ma, come si vede nello svolgimento, viene semplificato e quindi non viene preso in considerazione nel calcolo rimanendo solo il termine di coseno dell'angolo di pressione teorico α=20°.

Qualcuno sarebbe in grado di chiarire tale mio dubbio?
(I immagine è l'esercizio da esame, II immagine è l'esercizio guida teorico, III immagine è la formula a Pitting del Nuovo Colombo che utilizzo per i calcoli)
1782502249066.png
1782502300167.png
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meccanicamg

Utente Senior
professione: Mechanical engineer manager
software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
regione: Lombardia
Ciao e benvenuto.
Ti posso dire che a carattere generale, docenti, libri e manuali spesso non sono coerenti tra loro. Spesso se non si studia tutto l'argomento sulla stessa fonte si rischia con lettere uguali o simili di mischiare concetti differenti.

Il Nuovo Colombo della Hoepli non l'ho mai avuto ma ho diversi manuali presi alle superiori simili. Ho notato che spesso ci sono formule errate e/o incomplete, simbologie discordanti e parecchia confusione.

Io uso i tre volumi e nello specifico il Niemann - Elementi di macchine volume 2, come indicato in tutti i miei post. Sono libri datati, specifici per la progettazione di organi meccanici ed in particolare ingranaggi. Ma tutti libri che utilizzo hanno la stessa indicazione e ben spiegati.

Ft = forza motrice statica. Per le ruote cilindriche elicoidali o a denti dritti si calcola così:
Screenshot_20260626_211631_OneDrive.jpg
Dipende solo da diametro primitivo "d" e dalla coppia "T".
Non ci sono altre interpretazioni su Ft.

Quando si calcola la pressione di Hertz sul dente, si adotta la formula con Fn=forza normale al dente (che cambia se è su un'elica o se è su una riga...dentatura dritta).
Screenshot_20260626_212942_OneDrive.jpg
Come accennato, la forza normale al dente si spalma sul piano tangente al dente stesso ed è lei che si distribuisce a fare Hertz.
Quindi avremo la formula specifica a seconda se angolo elica beta, è zero o diverso da zero.
Screenshot_20260626_212622_OneDrive.jpg
Ricordo che nella convenzione, alfa è l'angolo di pressione mentre beta è l'angolo dell'elica.

Quindi venendo a risponderti, occorre considerare sempre il coseno di beta. Cambierà il suo peso.

Se l'angolo beta è piccolo (0°÷15°), avrai un coseno quasi unitario e quindi trascurabile.
Se beta è grande (30°÷45°) inizia ad avere un peso non trascurabile.

La confusione sta nelle spiegazioni delle ruote a denti dritti con quelle elicoidali e se il libro o il manuale non spiega esattamente, crea solo confusione.

Andando più in profondità, abbiamo delle normative come la ISO 6336 o la DIN 3990 o altre similari.
Si parte dal concetto di ruota a denti dritti, quindi con Ft senza la valutazione dell'angolo.

Screenshot_20260626_222223_OneDrive.jpg

Però poi ci sono i coefficienti correttivi come ZH che considera l'angolo beta....e ritorniamo a quello che dicevamo prima, cioè a conti fatti, l'angolo elica beta viene sempre considerato.
 

funghet

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Ciao e benvenuto.
Ti posso dire che a carattere generale, docenti, libri e manuali spesso non sono coerenti tra loro. Spesso se non si studia tutto l'argomento sulla stessa fonte si rischia con lettere uguali o simili di mischiare concetti differenti.

Il Nuovo Colombo della Hoepli non l'ho mai avuto ma ho diversi manuali presi alle superiori simili. Ho notato che spesso ci sono formule errate e/o incomplete, simbologie discordanti e parecchia confusione.

Io uso i tre volumi e nello specifico il Niemann - Elementi di macchine volume 2, come indicato in tutti i miei post. Sono libri datati, specifici per la progettazione di organi meccanici ed in particolare ingranaggi. Ma tutti libri che utilizzo hanno la stessa indicazione e ben spiegati.

Ft = forza motrice statica. Per le ruote cilindriche elicoidali o a denti dritti si calcola così:
Visualizza allegato 77258
Dipende solo da diametro primitivo "d" e dalla coppia "T".
Non ci sono altre interpretazioni su Ft.

Quando si calcola la pressione di Hertz sul dente, si adotta la formula con Fn=forza normale al dente (che cambia se è su un'elica o se è su una riga...dentatura dritta).
Visualizza allegato 77259
Come accennato, la forza normale al dente si spalma sul piano tangente al dente stesso ed è lei che si distribuisce a fare Hertz.
Quindi avremo la formula specifica a seconda se angolo elica beta, è zero o diverso da zero.
Visualizza allegato 77260
Ricordo che nella convenzione, alfa è l'angolo di pressione mentre beta è l'angolo dell'elica.

Quindi venendo a risponderti, occorre considerare sempre il coseno di beta. Cambierà il suo peso.

Se l'angolo beta è piccolo (0°÷15°), avrai un coseno quasi unitario e quindi trascurabile.
Se beta è grande (30°÷45°) inizia ad avere un peso non trascurabile.

La confusione sta nelle spiegazioni delle ruote a denti dritti con quelle elicoidali e se il libro o il manuale non spiega esattamente, crea solo confusione.

Andando più in profondità, abbiamo delle normative come la ISO 6336 o la DIN 3990 o altre similari.
Si parte dal concetto di ruota a denti dritti, quindi con Ft senza la valutazione dell'angolo.

Visualizza allegato 77261

Però poi ci sono i coefficienti correttivi come ZH che considera l'angolo beta....e ritorniamo a quello che dicevamo prima, cioè a conti fatti, l'angolo elica beta viene sempre considerato.
Capisco, in teoria allora la F da usare, nella formula del Nuovo Colombo, dovrebbe essere la forza normale sul dente, a quanto pare.
A me servirebbe con sicurezza sapere se qualcuno conosce la formula del Nuovo Colombo, poichè noi per l'esame dobbiamo usare quella e non possiamo permetterci margine di errore a interpretazioni poichè all'esame consegniamo solo i risultati (senza svolgimenti) che dovranno essere precisi alla quinta cifra significativa. Perciò attenderò eventualmente qualcuno che conosca la formula del Nuovo Colombo, in modo da sapere con certezza quali sono i giusti termini da porre.

Per quanto riguarda il coseno beta, chiaro. Mi scuso per non aver fatto la giusta precisazione prima, ma nel precedente post, per coseno alfa correttivo (o corretto), intendevo dire il coseno dell'angolo calcolato dopo il calcolo correttivo x1+x2 che si effettua per determinare la modifica della geometria dell'addendum e dedendum.: conoscendo i coefficienti correttivi x1 e x2 si possono poi stabilire le correzioni da apporre durante la fase di tranciatura con la macchina utensile dentiera, affinchè non ci sia interferenza tra i denti. Perciò dopo aver calcolato i coefficienti correttivi bisogna calcolare i parametri geometrici corretti, tra cui anche l'angolo di pressione alfa corretto (α_c) di cui parlavo nel precedente post. Quindi riguardo l'angolo α_c, stavo solo commentando il calcolo semplificativo che il prof ha fatto a lezione per giungere alla formula finale dell'immagine 1 (I imm) e far comprendere meglio i calcoli illustrati.
Ma grazie comunque anche per la delucidazione in merito al coseno di beta che può essere utile.
 

meccanicamg

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Ma il manuale del nuovo Colombo non ce l'ha nessuno dei tuoi colleghi da leggere integralmente? Nemmeno in biblioteca?
Chiedere chiarimenti al docente è vietato? Sono pagati per spiegare. Basterebbe una mail ...
Cosa ne dici?
 

meccanicamg

Utente Senior
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Già guardando sul web, ci sono almeno due edizioni del manuale dell'ingegnere nuovo Colombo.
Sicuramente oltre all'adeguamento normativo, aggiunta informazioni ci saranno state pure delle errate corrige.
Screenshot_20260628_080849_Chrome.jpgScreenshot_20260628_080826_Chrome.jpg
Più che altro....la formulazione principale occorre verificare che sia la stessa.
Ma va da sé che la teoria giusta è solo una.
 

meccanicamg

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La formula che hai riportato nelle slide sono valide SOLO per le ruote a denti dritti.
Nella formula del coefficiente "f" non compare l'angolo Beta, cosa che ci deve essere se fai una ruota elicoidale non a denti dritti.
Se usi quelle formule hai Ft e non Fn perché usi "f" per la modifica geometrica.
Ma attento ...per le ruote con beta diverso da zero otterrai i valori sballati perché "f" non è completo.
La norma parla di ZH...nel tuo caso "f" deve avere i termini coseno di beta....la formula completa dovrebbe essere questa:
Screenshot_20260628_084126_Google.jpg

Se vuoi valori giusti alla 5 cifra dopo la virgola attento al π.

Le spiegazioni sono fatte meglio su Henriot - trattato teorico e pratico vol 1. Troverai quanto ti ho indicato nei vari post. Questi sono libri dedicati agli ingranaggi, sono le bibbie della meccanica.
Screenshot_20260628_085034_OneDrive~2.jpg
 
Ultima modifica:

meccanicamg

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Altro libro storico, Tecniche nuove, Teoria-Calcolo-disegno di Thomas/Charchut 1972 - Assiot ingranaggi.

Per denti dritti il pitting è:
Screenshot_20260628_113519_OneDrive.jpg
Per i denti elicoidali il pitting è:
Screenshot_20260628_113724_OneDrive.jpg
Le formule combaciano con quanto ti ho indicato, quindi o dentro o fuori radice ci deve essere la valutazione di Beta.

Anche qui si vede che la tua formula delle slide è solo per ruote dentate denti dritti.
 

meccanicamg

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Sul sito KHK Gear abbiamo il più importante costruttore orientale secondo JAGMA.
Parla delle ruote a denti dritti ed elicoidali.
La formula di pressione di Hertz vale:
Screenshot_20260628_211105_OneDrive.jpg
Dove il coefficiente geometrico elica Zh vale:
Screenshot_20260628_211154_OneDrive.jpg
Anche qui usi Ft nella formula perché fuori hai un coefficiente che tiene conto di Beta.
 

meccanicamg

Utente Senior
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Formulario di elementari costruttivi delle macchine versione 5.0 (10/2009) vedi qui.

Per ruote a denti dritti:
Screenshot_20260628_213221_kDrive.jpg
Per ruote elicoidali:
Screenshot_20260628_213139_kDrive.jpg
Direi che ogni ulteriore chiarimento sia inutile. Cosa ne pensi?
 

meccanicamg

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In tutto questo c'è una cosa nelle slide che fai posto che mi ha fatto rabbrividire.
Screenshot_20260628_225648_Chrome.jpg

- HB e non Hd è la durezza Brinnel secondo UNI EN ISO 6506.
- La durezza Brinnel va da 1 a 650HB
- la conversione la HB a Rm (carico rottura a trazione) si fa moltiplicando circa 3,55•HB=Rm e quindi non puoi partire da HB=6'400MPa per pensare di arrivare a 23'000MPa di Rm.....l'acciaio temprato duro arriva non oltre 2'500MPa
- HB non si esprime in MPa ma è adimensionale anche se esprime una forza di unità di area
- il moltiplicatore è 25 e non 2,5

Screenshot_20260628_231350_Samsung Notes.jpg

Sinceramente queste cose mi lasciano abbastanza perplesso....insegnate agli studenti che già vedono l'argomento ostico soprattutto se non arrivano da una serie di studi di ITIS Perito meccanico.

Le slide sono fatte per insegnare....ma se non sono corrette è un disastro. Ora è solo un voto, un domani può essere un pezzo rotto....e una persona morta.
 

meccanicamg

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Vorrei sapere se nella formula di verifica a Pitting del Nuovo Colombo, il carico F da inserire sia la forza agente lungo il segmento d'azione o se è solo la componente tangenziale che agisce sui denti.

Poichè dai calcoli svolti nell'esercizio mi pare di capire sia stato considerato, come carico F, la forza agente lungo il segmento d'azione. Ma in un esercizio guida teorico delle nostre slide viene calcolato il carico F come una forza tangenziale ricavata dalla formula Ft = Mt / Rp2 = Mt / (m*z2/2).
Nell'esercizio da esame vengono fatte considerazioni sul coseno dell'angolo correttivo ma, come si vede nello svolgimento, viene semplificato e quindi non viene preso in considerazione nel calcolo rimanendo solo il termine di coseno dell'angolo di pressione teorico α=20°.

Qualcuno sarebbe in grado di chiarire tale mio dubbio?
(I immagine è l'esercizio da esame, II immagine è l'esercizio guida teorico, III immagine è la formula a Pitting del Nuovo Colombo che utilizzo per i calcoli)
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Visualizza allegato 77256
Visualizza allegato 77257
Altre cose "allucinanti" abbiamo il "modulo nominale" e il "modulo corretto". Nella nomenclatura di ingranaggi non esistono nessuno dei due. Esiste modulo normale e trasversale, se proprio anche circonferenziale e assiale per le vsf.

C'è l'angolo di pressione alfa e l'angolo di incidenza sul cerchio di funzionamento alfaw. Cosa sarà alfa corretto?

Più ci guardo in quelle tre immagini e più ci vedo cose sbagliate.

Purtroppo anche io ho avuto alle superiori e all'università docenti che non erano in grado di spiegare correttamente e solo dopo anni, quando ho voluto approfondire, sono riuscito a trovare la strada giusta e ho capito che mi hanno cercato di insegnare cose sbagliate....che manco loro sapevano.

Con i libri storici piano piano vedrai che capirai molti concetti che adesso non comprendi. E' anche l'uso delle normative sarebbe d'obbligo.

Siam qui ancora a calcolare Hertz con una formula che solo il Colombo ha messo sui suoi manuali....mentre tutti gli altri usano le normative ...ci sarà un motivo.

Fammi sapere come procede e se hai parlato con il tuo docente.
 

funghet

Utente standard
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Altre cose "allucinanti" abbiamo il "modulo nominale" e il "modulo corretto". Nella nomenclatura di ingranaggi non esistono nessuno dei due. Esiste modulo normale e trasversale, se proprio anche circonferenziale e assiale per le vsf.

C'è l'angolo di pressione alfa e l'angolo di incidenza sul cerchio di funzionamento alfaw. Cosa sarà alfa corretto?

Più ci guardo in quelle tre immagini e più ci vedo cose sbagliate.

Purtroppo anche io ho avuto alle superiori e all'università docenti che non erano in grado di spiegare correttamente e solo dopo anni, quando ho voluto approfondire, sono riuscito a trovare la strada giusta e ho capito che mi hanno cercato di insegnare cose sbagliate....che manco loro sapevano.

Con i libri storici piano piano vedrai che capirai molti concetti che adesso non comprendi. E' anche l'uso delle normative sarebbe d'obbligo.

Siam qui ancora a calcolare Hertz con una formula che solo il Colombo ha messo sui suoi manuali....mentre tutti gli altri usano le normative ...ci sarà un motivo.

Fammi sapere come procede e se hai parlato con il tuo docente.
Mi scuso se leggo solo ora. Preso dallo studio, ho dimenticato se ci potessero essere messaggi qui. La ringrazio per essersi messo molto a disposizione.
Spero non sia stato un problema chiedere qui sul forum, nella speranza di avere risposte più rapide.
Alla fine l'incongruenza è stata chiarita.
Grazie per la sua disponibilità.
 

meccanicamg

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Mi scuso se leggo solo ora. Preso dallo studio, ho dimenticato se ci potessero essere messaggi qui. La ringrazio per essersi messo molto a disposizione.
Spero non sia stato un problema chiedere qui sul forum, nella speranza di avere risposte più rapide.
Alla fine l'incongruenza è stata chiarita.
Grazie per la sua disponibilità.
Non ti preoccupare, qui ci si confronta.
Ricordati che tendenzialmente siamo abbastanza reattivi con le risposte, quindi generalmente al massimo il giorno dopo ci sono già delle risposte.
Non darmi del lei 😉
 

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