Foro puleggia troppo piccolo

Buonasera,

ho un servo motore con albero in uscita da 19mm di diametro con cava per linguetta (allegata immagine). Devo dimensionare una trasmissione con cinghia dentata (tipo Gt con passo da 3 o 5mm) cercando di ottenere un rapporto di trasmissione abbastanza elevato (attorno a 4 se possibile). Il carico sarà altamente intermittente e a velocità ridotte.
Sebbene seguendo le istruzioni prese dai cataloghi di diversi fornitori riesco facilmente a scegliere cinghia e pulegge il foro in queste ultime è sempre molto piccolo (massimo 8 mm, allegate due immagini di un catalogo) rispetto ai 19mm presenti in uscita dal motore. Sul web ho trovato principalmente soluzioni al problema opposto (albero piccolo e foro grande) e non so bene come procedere.
Grazie in anticipo!

Il foro che trovi a catalogo non è il foro finito con sede di linguetta ma è un pregio da usarsi per crearsi.
Il foro e la sede di linguetta sono lavorazioni da farsi dopo aver acquisito le pulegge.

Ok. Andando quindi ad allargare il foro sulla puleggia quanto spessore posso lasciare a quest'ultima? In altre parole la mia limitazione è il diametro Dm (foto del catalogo). Oltre ai 19 mm, all'ingombro radiale della linguetta e al piccolo gioco radiale tra questa e il mozzo quanto altro materiale dovrei lasciare a quest'ultimo? (in linea teorica non mi sembra ci siano pressioni radiali sul mozzo il quale viene sollecitato in pressione solo nel contatto con la linguetta e ovviamente a torsione. Mi sembra strano si possano lasciare pochi millimetri però).

Un altro dettaglio che mi crea confusione è il fatto che la linguetta dell'albero sia lunga 22 mm. Nella scelta della puleggia devo fare in moto che lo spessore di questa (quota L in figura) sia superiore ai 22mm o no?

Al di là della mia applicazione specifica, si verificano mai in fase di progettazione casi simili in cui si ha albero più grande del foro (e in cui non è possibile allargare il foro)? In questi casi quale sarebbe la risoluzione? (pura curiosità)

Tu devi fare il foro a 19 partendo da uno da 8, non ti serve sapere altro. Il materiale che resta non devi deciderlo ne calcolarlo.
Il foro nella puleggia sarà passante ovviamente, la puleggia dovrà essere al massimo un paio di millimetri più lunga e se più corta si usano dei distanziali per farla sbordare.
In progettazione si fa albero e foro uguali sempre, se non è così si e sbagliato qualcosa.

Direi che massi ti ha spiegato anche tutto.
Ma una mezza idea della meccanica?

la questione è che non scegli la puleggia in base a quanto materiale riesci a lasciare tra il mozzo (dm) e la cava della linguetta.
scegli la puleggia in funzione dei calcoli che hai fatto.

lo schema di fissaggio è questo (il millimetro non è categorico, ma una misura da buon senso) :

La meccanica è molto semplice: motore-> trasmissione a cinghia-> rotazione di un tamburo per la movimentazione di un cavo.

La trasmissione a cinghia deve avere un rapporto di trasmissione da 3 a 4 (il rapporto definitivo posso correggerlo entro certe limitazioni andando a giocare sul diametro del tamburo).

Ovviamente le due pulegge le scelgo in base al rapporto di trasmissione che voglio ottenere a valle del motore. Supponendo un rapporto vicino a 3.5, da catalogo per la GT (da 5mm di passo) posso per esempio scegliere la puleggia da 20 denti e quella da 72 (72/20=3.6). Per la puleggia da 20 denti però (alla quale devo collegare l'albero da 19mm), ho Dm di soli 23mm.

Lasciare uno spessore del mozzo così piccolo (rimarrebbe uno spessore di (23-19)/2=2mm) non sarebbe eccessivo? In caso affermativo devo ovviamente sacrificare in termini di rapporto di riduzione, scegliendo una puleggia con un numero di denti maggiore che avrà però Dm maggiore. Per questo nel post precedente davo peso al valore di Dm nel processo di scelta della puleggia.

Mi scuso per non averlo chiarito in precedenza ma non posso compiere nessuna lavorazione sull'albero motore (come il foro per la vite di bloccaggio proposta da Massi). L'applicazione è in ambito di ricerca e si vuole quindi mantenere la possibilità di riutilizzare i motori per altre applicazioni in cui lavorazioni precedenti fatte sull'albero potrebbero non essere desiderate.
Data questa limitazione mi trovo impossibilitato a fissare assialmente la puleggia?

Grazie ancora per la disponibilità

Per fissare assialmente la puleggia se l'albero motore non ha il diritto filettato, devi prendere i pignoni con mozzo laterale e fare radiale un foro filettato per metterci un grano di bloccaggio, così non scappa.
Il tuo problema è che per fare rapporto da 3 a 4 non hai molte scelte su quel catalogo. Prova a vedere Chiaravalli o Poggi o Sit e cerca qualcosa che abbia 100 denti così il pignone non è sacrificato. In alternativa devi fare il salto di riduzione in due stadi tipo i=2 per entrambi i salti così ottieni 4.

Lasciare uno spessore del mozzo così piccolo (rimarrebbe uno spessore di (23-19)/2=2mm) non sarebbe eccessivo?

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guarda che se devi fare una sede per linguetta per Ø19 su n mozzo da Ø23 lo sfondi, altro che 2 mm di spessore

Considerando anche la presenza della linguetta (di cui nel calcolo sopra mi ero dimenticato ) quale sarà quindi il Dm minimo che posso accettare?

1) Parto dal rapporto di riduzione voluto e individuo la coppia di pulegge ideale
2) La puleggia più piccola presenta un Dm talmente ridotto che come dici te se provo a farci una sede per linguetta per Ø19 la sfonderei
3) sono obbligato a scegliere un altra coppia di pulegge (sperando di mantenere un rapporto di trasmissione vicino a quello cercato) in cui la puleggia più piccola ha un Dm accettabile.

Quale è in linea di massima questo Dm minimo accettabile?

certamente un DM 23 non puoi lavorarlo per albero 19 con chiavetta .Lo spigolo della chiavetta spacca il mozzo. E' talmente evidente che posso immaginare che tu per ora non abbia fatto nemmeno un disegnino tanto per iniziare a capire di cosa stai parlando.
Z20 e Z76 insieme pongono anche problemi per l'angolo di avvolgimento intorno alla motrice, perché i denti in presa, se non adotti un interasse molto grande, sono davvero pochi. Prevedi un galoppino sull'esterno, magari ti aiuta sia a tendere la cinghia che ad aumentare l'avvolgimento sulla motrice ( anche se con 2,5 mt sec di velocita della cinghia, devi fare un lavoro fatto bene sennò se la mangia in poche ore)
Un buon sistema per fissare, anche assialmente, la puleggia sull'albero è il calettatore. Ce ne sono di abbastanza sottili, ma comunque dovrai rinunciare alla Z20.
Altrimenti, se ho ben interpretato il suggerimento di Meccanicamg, puoi unire un mozzo ,del diametro adatto a ricevere la chiavetta e il foro 19, alla puleggia che hai scelto. Avrai un po' di sforzi a flessione sull'albero e quindi sul cuscinetto del motore, ma se fai qualche conto dovresti starci, visto che in ogni caso la cinghia non la puoi tirare troppo.

stavo scrivendo mentre Massi ti ha già detto come stanno le cose...

potresti usare lle pulegge pr bussola conica
http://www.satispa.com/it/prodotti/pulegge-per-cinghie/

Facendo riferimento a questo tool: https://sdp-si.com/eStore/CenterDis...737510.2222222.1538561210909&__hsfp=148071506 mi risulta che usando una puleggia da 72 e una da 20, con un interasse da circa 100mm, ottengo 7 denti in presa sulla puleggia più piccola. Generalmente i cataloghi con cui mi sono confrontato consigliano di allarmarsi (adottando coefficienti che riducono la coppia massima trasmissibile dalla trasmissione a cinghia) quando il numero di denti in presa è inferiore a 6.
L'utilizzo di un galoppino pensi sia comunque indispensabile? Considerando l'applicazione in questione le velocità della cinghia non saranno elevate e la GT da 5mm mi darebbe dei coefficienti di sicurezza già elevatissimi.

Proverò a considerare tutte le soluzioni che mi avete proposto.

Grazie mille a tutti!!!

In quelle condizioni dire 7 denti è come dire 6 denti, quindi c'è da allarmarsi.

Se una GT5 avvolta su 7 ma anche 8 denti ti dà "coefficienti di sicurezza elevatissimi", allora è sprecatissimo un brushless con l'albero da 19 mm.!
Non voglio farmi gli affari tuoi ma c'è qualcosa che suona male, a meno che tu non abbia già quel motore in casa per altri usi passati o futuri.
Riguardo al galoppino, non so che meccanica stai pensando di costruire, ma un modo per tendere la cinghia credo dovrai averlo e un galoppino su albero eccentrico ti farebbe , come si dice a Roma , un viaggio e due servizi. Su qualche catalogo di pulegge ho visto che li vendono già fatti, con tutto l'alberino eccentrico. Calcola che un po' di corsa sul tenditore, oltre che per regolare la tensione, ti serve per scavalcare con la cinghia le flange laterali delle pulegge.

Come hai ipotizzato il brushless lo abbiamo già in casa. Essendo un'applicazione di ricerca in ambito universitario non ci sembra il caso di comprare dei nuovi motori (anche se questo diametro di 19mm non è la cosa più comoda al mondo).
Nei giorni scorsi ho consultato nuovamente i cataloghi Poggi, Chiaravalli e Sit non trovando in questi nessuna soluzione che raggirasse i problemi prima esposti.

Ho provato a ipotizzare l'uso di un giunto rigido RCK95 della Chiaravalli: https://www.chiaravalli.com/prodotti/Trasmissioni-Standard/CALETTATORI-RCK/RCK-95
Così da collegarci un alberino con diametro iniziale da 19mm (collegato al giunto) e una riduzione successiva del diametro per collegarci la puleggia. Questa però si troverebbe molto distante dai cuscinetti motore e non vorrei sollecitarli troppo.

L'utilizzo di pulegge per bussole coniche mi portava ad avere pulegge enormi per ottenere i rapporti di riduzione che cerco

Ho trovato invece sul sito MISUMI: https://it.misumi-ec.com/vona2/detail/110303274110/?CategorySpec=00000428482::a una puleggia con un modello opportuno per riuscire a fare il foro con chiavetta. In allegato la foto.
La puleggia ha 24 denti, aimè è spessa 15cm, che è tantissimo, ma hanno solo quella (otterrò un rdt pari a 3, non quello che cercavo ma potrebbe essere abbastanza). In tutti gli altri cataloghi anche per le ruote da 24 denti avevo sempre gli stessi problemi.

Per il blocco assiale sono previsti dei grani.
Pensate possa essere una soluzione opportuna (soprattutto in merito ai grani per il blocco assiale)?

Montano un supporto koyo o un paio di cuscinetti a sfere da 5euro

scusa ma non ho capito la larghezza 15 cm , che sarebbe davvero tantissimo. Se è un banale errore di scrittura, (cm invece di mm) 15 mm sono molto pochi. Che larghezza di cinghia volevi usare?
I grani che mordono sull'albero li eviterei - quel motore costa, pure se ce l'hai già - ma forse hai spazio per forare il mozzo in corrispondenza della chiavetta. Tra l'altro vedo che questo foro è già indicato nel tuo allegato. Se vuoi stare tranquillo che la puleggia non si sposti in senso assiale puoi fare , in opera, una piccola impronta nella chiavetta , dopo aver curato l'allineamento delle due pulegge.
Per tendere la cinghia che soluzione hai scelto?

Errore di scrittura. La larghezza è di 15mm. L'ho considerato uno spessore elevato perchè per resistere ai carichi attesi mi sarebbe bastata una cinghia con passo da 3mm sebbene non possa usarla perchè le pulegge sono troppo piccole (solito problema).
Passando alla GT da 5mm di passo pensavo almeno di poter sfruttare degli spessori minori, Chiaravalli propone la puleggia GT da 5mm di passo spessa 9mm per esempio. Ad ogni modo immaginandomela anche 15mm è comunque sottile.

Per quanto riguarda il tendere la cinghia penso procederò con un galoppino su albero eccentrico come proposto da welcome to the machine. Non sto dedicando tantissimo tempo a questo progetto quindi sto procedendo un po' a rilento.