Dimensionamento pignone cremagliera e motoriduttore

ConfaMiky

Utente Junior
Professione: ufficio tecnico
Software: Ansys, inventor
Regione: trentino
Ciao a tutti,
Sono un "progettista" in un ufficio tecnico e sto iniziando a seguire qualche progetto. dovendomela cavare da solo avrei bisogno di qualche dritta.
Dovrei realizzare un dispositivo traslate tipo pignone cremagliera a cui accoppiare il corretto motoriduttore.

Prima di tutto qualcuno potrebbe confermarmi circa la scelta corretta di pignone e cremagliera.Di seguito il procedimento che ho usato:

Dati:
Carico da movimentare 1111 N
Corsa 300 mm
Velocità traslazione 3 mm/s

Ipotesi:
m 3

Con questi dati ho scelto da catalogo GUDEL un pignone con Z = 22 quindi d0 = 66 mm
Il momento torcente trasmesso mi risulta 37 Nm e quindi avendo il pignone Fn 2370 N e Tn 78 Nm il pingone dovrebbe essere corretto.
il numero di giri al pignone mi risulta 0.86 rpm.

Prima domanda: secondo voi è corretta la procedura che ho utilizzato.
Seconda domanda: dovrei ora passare alla scelta di riduttore e motore per la movimentazione del tutto; ho provato a guardare in rete tra i cataloghi dei vari fornitori ma non riesco a venirne a capo. Qualcuno potrebbe cortesemente indirizzarmi sul procedimento da seguire?

Grazie mille Michele
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Secondo me hai calcolato giusto ma non hai confrontato quello che ti serve.
Hai una forza che moltiplica un raggio primitivo generando copia. Calcoli il numero di giri considerando lo sviluppo del pignone e qui hai il numero di giri da moltiplicare per il trasporto di riduzione. Consideri rendimenti e trovi la potenza motore necessaria con eventuali fattori di servizio.
Ma per sapere se il pignone resiste devi fare la verifica secondo iso 6336 della ruota. Se proprio vuoi fare alla svelta devi verificare almeno con Lewiss la flessione del dente e devi sapere di che materiale ê fatta la ruota.... Da che catalogo la prendi non importa.
Per i riduttori se vuoi fare infetta usa sew con il configuratore. Sarebbe meglio che prendi un catalogo e capisco come si scelgono correttamente.
 

SHIREN

MOD.Stampi e manuf.indust
Membro dello Staff
Professione: Perito Ind.mecc.MODELLI E ATTREZZATURE PER FONDERIE STAMPI-PROTOTIPI INDUSTRIALI
Software: "ah capa"
Regione: NAPOLI
Ciao a tutti,
Dovrei realizzare un dispositivo traslate tipo pignone cremagliera a cui accoppiare il corretto motoriduttore.
Grazie mille Michele
ciao
sposto la discussione in un "area" dedicata
Progettazione meccanica - forum generale
grazie mille
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Ti allego materiale che ho già postato in altre discussioni.

Come vedi hai il calcolo del cinematismo, un parametro per le curve di lewiss che comunque puoi trovare in modo classico in internet (perché con il mio trovi già la copia trasmissibile in funzione della larghezza), delle spiegazioni che trovi anche su cataloghi di riduttori

 

Allegati

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Non so come hai fatto a fare i calcoli e soprattutto se ti rendi conto di che grandezze stiamo parlando. Così alla veloce ho impostato delle formulette per capire di cosa stiamo parlando.
Ti allego riassunto. Ovvio che qui manca la valutazione della resistenza della ruota/cremagliera che dipende dal materiale e dalla larghezza di fascia.
riduttorepignone.PNG

Il ragionamento da fare è il seguente:
- usare i dati dell'utilizzatore, quindi corsa, velocità e forza per calcolare le altre grandezze a ritroso
- calcolare il pignone ipotizzando e poi verificando le sue caratteristiche di resistenza (variare z soprattutto per trovare successivamente un riduttore in i adeguato)
- calcolare coppia e potenza richiesta al carico
- considerare fattore di servizio
- scegliere un riduttore a catalogo
- verificare il tutto che sia coerente e sufficiente a garantire il funzionamento dell'applicazione
 

ConfaMiky

Utente Junior
Professione: ufficio tecnico
Software: Ansys, inventor
Regione: trentino
Scusa meccanicamg, ma non mi torna il numero di giri al pignone io li ho calcolati come v/(dp/2)*60/(2*pigreco) e mi da 0.86 che ricavo da v=omega*r. tu invece vedo che hai usato la formula L = Dp * n *pigreco; ma questa non ti da solo i giri per far la corsa?

Michele
 

ConfaMiky

Utente Junior
Professione: ufficio tecnico
Software: Ansys, inventor
Regione: trentino
Immagine.png

Ciao a tutti ho provato ad inviare un'immagine con lo screenshot del foglio excell che avrei implmentato per il calcolo con relative formule utilizzate.
Avreste voglia di darci un'occhiata e dirmi se sbaglio qualcosa.
Se non ho sbagliato nei conti avete consigli sul tipo di riduttore da usare per ottenere un numero di giri così basso?

Grazie Michele
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Hai ragione...me ne sono perso un pezzo. Velocità vale 3mm al sec moltiplicata 60 ...diviso 66 diviso pigreco fa 0.86. Si vede che ero stanco e ho preso la vacca x le balle.

Per il riduttore devi usare quelli con precoppia.
Altra soluzione é usare motori a 10 o 12 poli...comunque non 2 o 4 poli.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Visto che la potenza è bassa usa un motore passo passo
 

ConfaMiky

Utente Junior
Professione: ufficio tecnico
Software: Ansys, inventor
Regione: trentino
Visto che la potenza è bassa usa un motore passo passo
ciao a tutti.
ho provato ad andare avanti con lo sviluppo della mia applicazione. ammesso di aver dimensonato in modo corretto il pignone, mi resta qualche dubbio sulla scelta di riduttore e motore. ho provato a seguire i punti che mi ha indicato meccanicamg, ma non riesco a capire come calcolare il coppia resa all'albero lento per la verifica del motore scelto.
di seguito invio due immagini del foglio excell che ho creato con relative formule e note gialle dove ho dubbi. se qualcuno ha voglia di dirmi se e in cosa sbaglio sarei molto grato.
Grazie mille Michele.

Immagine1.png
Immagine2.png
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Vediamo di rispondere a qualche nota....quelle gialle e rosse:
1) parli di taglio.... di cosa? Vuoi dire che hai una forza per cesoiare qualcosa e non ne stai tenendo conto (forse Fr)? Forse il tuo sistema dovrebbe essere dimensionato o perlomeno verificato con inerzia, masse e accelerazione che non vedo. Gli attriti potrebbero influenzare soprattutto su potenze basse.

2) cosa intendi per altezza di dentatura? altezza cremagliera o larghezza fascia ingranaggio forse?...ma è normalizzata a catalogo. Un ingranaggio si verifica e dimensiona secondo ISO 6336.

3) il rendimento del riduttore è a catalogo, per quello della cremagliera/pignone va calcolato

4) il fattore di servizio deve moltiplicare la potenza del carico... cioè 0.003kW * fs .... di sicuro fs sarà maggiore di 1....cerca che trovi la tabella su tutti i cataloghi di riduttori

5) il fattore di sicurezza potrebbe essere un rapporto tra potenze o coppie tra quella erogata dal motore e quella richiesta maggiorata con fs
 

ConfaMiky

Utente Junior
Professione: ufficio tecnico
Software: Ansys, inventor
Regione: trentino
Vediamo di rispondere a qualche nota....quelle gialle e rosse:
1) parli di taglio.... di cosa? Vuoi dire che hai una forza per cesoiare qualcosa e non ne stai tenendo conto (forse Fr)? Forse il tuo sistema dovrebbe essere dimensionato o perlomeno verificato con inerzia, masse e accelerazione che non vedo. Gli attriti potrebbero influenzare soprattutto su potenze basse.

2) cosa intendi per altezza di dentatura? altezza cremagliera o larghezza fascia ingranaggio forse?...ma è normalizzata a catalogo. Un ingranaggio si verifica e dimensiona secondo ISO 6336.

3) il rendimento del riduttore è a catalogo, per quello della cremagliera/pignone va calcolato

4) il fattore di servizio deve moltiplicare la potenza del carico... cioè 0.003kW * fs .... di sicuro fs sarà maggiore di 1....cerca che trovi la tabella su tutti i cataloghi di riduttori

5) il fattore di sicurezza potrebbe essere un rapporto tra potenze o coppie tra quella erogata dal motore e quella richiesta maggiorata con fs
Ciao meccanicamg,
di seguito rispondo ai tuoi punti:
1) al fine dei miei calcoli per ora considero il sistema come una massa da spostare pari alla somma dei pesi m1 m2 m3 m4 a cui devo sommare una forza resistente Fr. il tutto mi da i 1111.16 N che uso nelle formule

2) con altezza dentatura intendo la L2 da catalogo Gudel che poi uso per il calcolo della tensione sigma. Credo cmq che il calcolo della flessione non sia del tutto necessario, non basta che la coppia e la forza di progetto ( Tn_ref e Ftot ) siano inferiori a quelle nominali a catalogo del pignone?

3) il rendimento pignone cremaglera non dovrebbe essere a catalogo del produttore? cmq uno 0.9 per trasmissione con ruote dentate non è cautelativo?di solito non è 0.98?

4) ok verifico

5)ok

Per completezza il motore che dovrei usare è un brushless
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
1) ok. 2) potrebbe bastare ma non è una procedura tecnicamente dimostrabile ed è di basso livello.... Forse per l'applicazione può anche andare bene ma se devi trascinare tonnellate non esiste catalogo con valori ammissibili. 3) il rendimento pignone cremagliera di solito non c'è a catalogo perché dipende dalla finitura delle superfici, lubrificazione scarsa a grasso e contaminazione. Quindi potrebbe essere anche 0.9 ma non è detto.

I motori senza spazzole girano a diversi regimi tranquillamente e sono regolati tramite inverter e mai diretti, quindi guarda su cataloghi seri che trovi la spiegazione di come si usano e come si regolano.
 

ConfaMiky

Utente Junior
Professione: ufficio tecnico
Software: Ansys, inventor
Regione: trentino
Ciao Meccanicam,
scusa la domanda ma spesso nei forum si dice che questa o quella parte meccanica andrebbero dimnesionate/verificate secondo ISO specifica. Esiste un modo per sapere in funzione del tipo di organo meccanico che iso bisogna utilizzare? oppure quale ritieni sia la rocedura migliore da seguire?
Grazie ancora Michele
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Ciao Michele. Diciamo che ci sono delle categorie di oggetti che si dimensionano secondo norma. Se cerchi sul sito UNI o ISO o DIN e fai delle ricerche per oggetto troverai le norme di riferimento.
Se usi dei manuali seri trovi riferimento a normative anche se si testi italiani questa cosa lascia molto a desiderare.
Di regola per noi meccanici ci sono gli eurocodici per costruzioni in acciaio e bullonature, NTC che sono una raccolta di norme europee approvate dal stato italiano per la progettazione.
In sostanza bisogna cercare molto e rimanere informati per avere a disposizione sempre le norme giuste oltre alla teoria che c'è sui libri classici
 

Il Gladiatore

Utente poco attivo
Professione: Progettista e Disegnatore meccanico
Software: Solid works
Regione: Veneto
i calcoli sono calcoli per carità e mi fido..ma come fa essere che per spostare 1111N circa 115 kg ci vogliano 11 kw di potenza motore con riduttore avente i=1022?fino al calcolo dei 5,6 kw ci sono arrivato anch'io...
A presto.Grazie.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Stiamo parlando delle basi della meccanica e della scelta dei motori.

La potenza netta del carico è circa da calcoli precedenti Wc = 5,6kW.
Il fattore di servizio in funzione di determinati urti è stato considerato Ks= 1,5.
Il rendimento della meccanica è stato considerato 90%.

La potenza installata al motore risulta essere:
\[ Wm=\frac{Wc•Ks}{\eta}=\frac{5,6kW•1,5}{0,9}≈9,3kW \]

Da catalogo di motori Rossi a 4 poli abbiamo che il motore subito disponibile per eccesso è 11kW.

Screenshot_20200504_201955.jpg
Possiamo opinare sul valore attribuito al fattore di servizio....che non essendo noto dove va a finire l'applicazione e quanti cicli fa potrebbe assumere valore 1 tanto quanto 6.
Il ragionamento, le formule e l'analisi risulta pertanto corretta.

Queste spiegazioni si trovano su tutti i cataloghi di motoriduttori: sew, rossi, Bonfiglioli ecc.

Tutto debitamente esplicato negli appunti del mio post numero 4 ....leggerlo bene in tutte le formule. Il procedimento è desctitto chiaramente.
 
Ultima modifica:

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Successivamente ci siamo accorti di alcuni errori e quindi sono state modificate le cose errate. Basta leggere la successione di messaggi.

Infatti la versione corretta è questa:

Screenshot_20200504_204350.jpg
E quindi basta un motore da 6W.

Quindi se "ci sei arrivato anche tu a 5,6kW" hai sbagliato anche te come me al primo giro 😆
Spesso i fogli di calcolo son fatti dal telefono e di notte....e alle volte qualcosa scappa se non si ricontrolla successivamente.