alberi a camme

andrea9221

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#1
Salve ragazzi sto studiando gli alberi a camme . Dovrei fare uno studio sulle forze che la camma scarica sull'albero , sappiamo che solitamente nelle ruote dentate la forza è costante ma per quanto riguarda le camme no a causa della forza eccentrica , secondo voi che andamento ha la forza sull'albero ? (fate esempi con equazioni varie che mi descrivono il moto )
 

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ale_.93

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#2
Il modulo della forza che ogni singola camma scarica sull'albero dipende dal profilo, e quindi dal grafico dell'alzata in funzione dell'angolo di rotazione. La forza avrà lo stesso andamento dell'alzata e sarà amplificata di un valore k (rigidezza della molla della punteria).
La direzione della forza istante per istante dipende dall'angolo di pressione che varia durante l'alzata secondo una relazione che puoi facilmente reperire su qualsiasi libro di testo di meccanica applicata o in rete. In linea di massima si fa in modo di tenere l'angolo di pressione entro certi valori per evitare di scaricare una forza eccessiva sul supporto del cedente.
 

exxon

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#3
Ti è stata chiesta la forza statica o quella dinamica? Sono due studi diversi.
 

andrea9221

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#4
mi è stata chiesta la forza che la camma scarica sull'albero . Nelle ruote dentate noi abbiamo una forza costante ma nelle camme questa forza varia ed avrà un andamento ciclico che darà una sigma alternata
 

Stan9411

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#5
In realtà anche in una coppia di ruote dentate gli sforzi “sentiti” dall’albero sono alternati. Nelle camme sarà che l’andamento non è perfettamente sinusoidale ma dipenderà dal profilo della camma. Secondo me se cerchi in internet, trovi parecchie dispense e trattazioni analitiche sull’argomento. Altrimenti tutti i CAD che conosco hanno un modulo che ti fa una analisi dinamica del genere. L’ottimo sarebbe seguire entrambe le strade e confrontare i risultati..
 

exxon

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#6
@andrea9221

La differenza tra forza statica e dinamica è che la prima è indipendente dalla velocità e pertanto non risente dell'inerzia delle parti messe in movimento alternato, mentre la forza dinamica aumenta con il quadrato della velocità ed è anche quella che determina le caratteristiche della molla da utilizzare (sempre che non si tratti di una Ducati...).

Se non sai di cosa si tratta, allora ti hanno chiesto la forza statica. Che corso frequenti?
 
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#7
Exxon grazie per la citazione della Ducati...sono commosso!:)
ricordiamo ad Andrea che le molle restituiscono spinta alle camme nella fase di risalita e anche questo è un fattore di cui tener conto nella valutazione delle forze che agiscono sull'albero.
Ci sono trattazioni sull'argomento camme raffinatissime in tutte le lingue che vuoi ma per me il grande "classico" resta Motori Endotermici di Giacosa. Ha qualche anno e oggi , grazie allo sviluppo delle varie tecnologie coinvolte nel processo - materiali, trattamenti, lavorazioni, sistemi di ritorno delle valvole etc - si realizzano angoli di pressione molto più spinti di quelli di 30 anni fa, ma la teoria alla base della cinematica resta la stessa.
 

andrea9221

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#8
frequento il corso di costruzioni di macchine , il professore mi sta facendo fare un progetto sulle camme . In questo corso si studiano le rotture per fatica , dimensionamento di alberi ecc , ora lui vuole le forze che la camma esplica sull'albero, per quanto riguarda le ruote dentate elicoidali o a denti dritti so di cosa si tratta ma per quando riguarda le camme faccio un po di difficoltà , ho cercato su internet ma non mi sembrano chi
 

exxon

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#9
Se sei all'università, non ti stai esprimendo in modo sufficientemente corretto (e questo è un problema...).

Dire "le forze che la camma esplica sull'albero" non ha significato. Al di là del verbo inadatto, ma è la domanda in se che non regge. Se tu avessi chiesto "il rapporto tra forza radiale che la camma esercita sul cedente e la coppia applicata all'albero, in funzione alla posizione angolare", allora la cosa sarebbe diversa.

Il dubbio è che tu non abbia chiari certi concetti propedeutici all'argomento che stai affrontando. Anche il fare questo parallelo tra camme e ruote dentate, a me pare alquanto forzato.

Ti è chiara la differenza tra le domande qui sopra?
 

andrea9221

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#10
Ma scusa mi stai prendendo per stupido che non capisco la differenza? invece di criticare il modo in cui mi sono espresso che magari sarà in perfetto ma se faccio una domanda in un forum è proprio per dubbi e mi esprimo male proprio per quello. Se avevo chiaro i concetti non venivo qua a chiedere chiarimenti , quindi cortesemente preferirei avere una risposta non una critica per niente costruttiva.
 

exxon

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#11
Ok, troverai certamente qualcuno che non si permetterà di "criticarti".
 

antonio_sc

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#12
Ciao,

il problema dal punto di vista matematico si risolve considerando l’equilibrio alle forze/momenti


1554831921230.png

1554831937561.png

Dove:

-N rappresenta la forza di chiusura/contatto normale alla superficie di contatto camma-rullino/cedente

-µ rappresenta il complementare all’angolo di pressione

Facendo qualche sostituzione ottieni:

1554831952319.png

Dove F è pari a :

F = k y + m ¨ y

Per valutare come varia la coppia devi poi considerare il braccio per cui diciamo che:

T = ( A + B f r ) N

- A è il braccio tra la forza N e il centro di rotazione della camma

-fr è la il coefficiente di attrito rullo/cedente-camma ( volvente o radente a seconda dei casi)

- B è il braccio della forza di attrito tra cedente e camma

Piccola nota personale : trigonometricamente sarebbe più corretto utilizzare tgµ anziché µ ..comunque ..il motivo per cui occorre considerare un angolo di pressione basso è che N tende ad aumentare di molto per valori di angolo di pressione superiori a 30°

Questo giusto per darti qualche spunto..per il resto c'è gente che ci ha speso una vita sulle camme..è un mondo tanto vasto quanto interessante...

Comunque un consiglio per il futuro...sfrutta le "critiche" ,anche quelle che all'apparenza sembrano "distruttive", in maniera costruttiva..qui nessuno ce l'ha con te fidati...è solo che a volte si indaga per capire qual'è il tuo stato di conoscenza dell'argomento e poterti aiutare il più possibile :giggle:..

Comunque buon proseguimento per il tuo studio ..
 

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andrea9221

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#13
grazie mille Antonio . Oltre ad essere chiaro il disegno è stata chiarissima la spiegazione .

In un unico messaggio hai racchiusa una spiegazione chiarissima ed una raccomandazione anche se capisco che non mi sono spiegato benissimo . Stima :)
 

ale_.93

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#14
Ciao,

il problema dal punto di vista matematico si risolve considerando l’equilibrio alle forze/momenti


View attachment 53064

View attachment 53065

Dove:

-N rappresenta la forza di chiusura/contatto normale alla superficie di contatto camma-rullino/cedente

-µ rappresenta il complementare all’angolo di pressione

Facendo qualche sostituzione ottieni:

View attachment 53066

Dove F è pari a :

F = k y + m ¨ y

Per valutare come varia la coppia devi poi considerare il braccio per cui diciamo che:

T = ( A + B f r ) N

- A è il braccio tra la forza N e il centro di rotazione della camma

-fr è la il coefficiente di attrito rullo/cedente-camma ( volvente o radente a seconda dei casi)

- B è il braccio della forza di attrito tra cedente e camma

Piccola nota personale : trigonometricamente sarebbe più corretto utilizzare tgµ anziché µ ..comunque ..il motivo per cui occorre considerare un angolo di pressione basso è che N tende ad aumentare di molto per valori di angolo di pressione superiori a 30°

Questo giusto per darti qualche spunto..per il resto c'è gente che ci ha speso una vita sulle camme..è un mondo tanto vasto quanto interessante...

Comunque un consiglio per il futuro...sfrutta le "critiche" ,anche quelle che all'apparenza sembrano "distruttive", in maniera costruttiva..qui nessuno ce l'ha con te fidati...è solo che a volte si indaga per capire qual'è il tuo stato di conoscenza dell'argomento e poterti aiutare il più possibile :giggle:..

Comunque buon proseguimento per il tuo studio ..
Bella spiegazione molto dettagliata. Però fai riferimento ad un singolo istante della rotazione. Dato che sia la forza che l'angolo di pressione variano durante la rotazione, dovresti generalizzare il problema e trovare le condizioni critiche di funzionamento. Sbaglio?
 

antonio_sc

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#15
Ciao, al variare dell'angolo di pressione , variano le relazioni espresse..ovviamente in funzione del regime di rotazione entrano in gioco anche le leggi di alzata e le inerzie come ha giustamente espresso qualche altro utente...il problema del ciclo dei carichi sull'albero va poi affrontato con i classici metodi dello studio a fatica (che credo sia l'obiettivo finale dell'utente),in funzione anche di altre condizioni al contorno come il profilo specifico della camma ;)(y)
 

ale_.93

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#16
Ovviamente! Avevo tralasciato il tuo discorso in quanto lo consideravo un "semplice" discorso di base di meccanica applicata e pensavo che andrea9221 volesse capire il valore e l'andamento delle varie forze da te indicate ;)
 

meccanicamg

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#17
Sarebbe bene parametrizzare tutto con excel mettendo una suddivisione di almeno un grado di rotazione, così ottieni anche i valori per creare i grafici dell'andamento delle forze e qualntaltro.