Dimensioni tipiche dei diametri alberi di trasmissione

fra_black94

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#1
Salve,

Vi sottopongo un problema di progettazione meccanica legato alla realizzazione di un albero di trasmissione. Come nell'altro post che ho scritto, premetto che sono uno studente e che si tratta di un esercizio a scopo universitario.

Allego le forze agenti sull'albero di trasmissione in questione con il calcolo delle relative sollecitazioni sigmaF e tauT nelle sezioni più critiche. Il problema è legato alle dimensioni dell'albero, applicando il criterio di gough-pollard ho calcolato che impiegando come materiale il 30CrNiMo8 (Ru=1100Mpa per d=40-100mm) i diametri, tenuto conto degli spallamenti etc.. dovrebbero essere quelli del pdf . Parlando con il mio professore lui insiste che solitamente gli alberi di trasmissione si progettano con accia di tipo C ad esempio il c40 (Ru=700Mpa per d=40-100mm) e che il diametro impiegando questi stesso dovrebbe essere contenuto. Il problema è che impiegando un acciaio di questo tipo il dell'albero mi esce molto grande (penso), circa 70mm. La domanda che vi sottopongo è quindi legata al materiale: quale materiale solitamente si usa per realizzare tali alberi? e con riferimento ai dati riportati se vi trovate con le dimensioni di massima (cio'è con diametro nella sezione più sollecitata di 50mm)

Il principale problema che riscontro è legato alla riduzione del coefficiente limite di fatica a causa degli effetti di intaglio. Applicando le formule presenti sul manuale questo coefficiente si riduce anche di 2.5 volte, trovo quindi che alla fine è fondamentale prendere un materiale molto resistente che tra l'altro mi permette di ridurre il diametro e quindi il coefficiente di fatica b2 legato alla dimensione. Questo valore è anche legato alla dimensione del raggio di raccordo che non posso toccare (almeno penso) perché e quello riportato su manuale skf dei cuscinetti.

Grazie in anticipo per eventuali suggerimenti
 

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#2
Come nell'altro post che ho scritto
se è attinente inserisci il link.
il dell'albero mi esce molto grande (penso), circa 70mm.
è piccolo. abbastanza piccolo. grosso modo poco più di una bottiglietta d'acqua da 1/2 litro.
i raccordi devono essere inferiori al raggio del cuscinetto. ci sono inserti con raggio 0.4; se devi rettificarlo devi fare la gola apposita.

il disegno dell'albero è pessimo anche per essere fatto in velocità; non esiste che si quoti un diametro in quella maniera
 

fra_black94

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#4
Grazie per le risposte,

Ricarico il disegno, spero sia migliore - non ho trovato il pulsante modifica post altrimenti l'avrei sostituito nel post iniziale.

è piccolo. abbastanza piccolo. grosso modo poco più di una bottiglietta d'acqua da 1/2 litro.
Ho capito. Stavo prendendo come riferimento gli alberi di trasmissione delle auto che mi sembravano con diametro minore però probabilmente in quel caso non hanno in problema della flessione e devono resistere solo a torsione.

la risposta è: dipende dall'applicazione
Ma nel caso più generale per trasmettere una potenza di 15kW a 1500rpm con un albero lungo 900mm il c40/c45 potrebbero andare?
 

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#5
con il disegno non ci siamo ancora.
-vanno disegnati le linee di spallamento altrimenti sembra sezionato e un albero non seziona mai
-mancano i simboli di diametro
-infilare un cuscinetto per una lunghezza di 140/200mm significa obbligare il cuscinetto a scorrere preciso per un tratto superfluo
 

exxon

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#6
Mi permetto di essere un po' più schietto di MessiVonWeizen:

Stai cercando di parlare con noi senza conoscere la nostra lingua. Se disegni in quel modo, non puoi porti problemi di materiali, trattamenti o altro.

Consiglio spassionato, se lo segui ti faciliterai la vita: parti da un po' più indietro. Impara a disegnare e a leggere i disegni fatti dagli altri. Imparerai a comunicare con chi ti può aiutare.

Cerca negli ultimi thread disegni postati da altri studenti e guarda la differenza con il tuo. Senza possibilità di comunicazione non vai da nessuna parte.
 

antonio_sc

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#7
Parlando con il mio professore lui insiste che solitamente gli alberi di trasmissione si progettano con accia di tipo C ad esempio il c40 (Ru=700Mpa per d=40-100mm) e che il diametro impiegando questi stesso dovrebbe essere contenuto. Il problema è che impiegando un acciaio di questo tipo il dell'albero mi esce molto grande (penso), circa 70mm. La domanda che vi sottopongo è quindi legata al materiale: quale materiale solitamente si usa per realizzare tali alberi?
DI solito ,in una fase di dimensionamento preliminare, si parte da un acciaio a basso/medio tenore di carbonio (più economici). Se il vincolo non è rappresentato dalla rigidezza (per cui variare i diametro non pregiudica le deflessione massima richiesta),si può pensare di utilizzare un acciaio a maggior resistenza e diminuire il diametro (42CrMo4 ,41Cr4 ,ecc..)
Ma tutto dipende dall'applicazione...
 

fra_black94

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#8
Innanzitutto grazie a tutti per i consigli,

Ho guardato un pò di discussioni precedenti e ho rifatto il disegno aggiungendo anche degli altri elementi. A questo proposito vorrei chiedervi come si dimensiona lo spessore delle rosette che bloccano le ruote nonché il loro diametro. In questa discussione penso venga fatto in base all'esperienza, ma in generale come ci si dovrebbe regolare? La lunghezza della vite che la tiene invece la calcolo solo sulla base della sollecitazione assiale che potrebbe far spostare la ruota?


PS:
-infilare un cuscinetto per una lunghezza di 140/200mm significa obbligare il cuscinetto a scorrere preciso per un tratto superfluo
Mi sono ricordato dopo aver rifatto il disegno, alla prossima versione lo aggiungo.
 

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#10
prima di tutto balza all'occhio le proporzioni tra albero, ruote dentate (suppongo) e cuscinetti, ma hai fatto i calcoli e ci si fida.
se quello è un disegno di complessivo gran parte delle quote che hai messo non servono perché specifiche delle lavorazioni e quoindi del disegno della specifica parte, comunque essendoci è giusto commentarle.
-non si quota mai, slavo eccezzioni, le entità nascoste; l'albero è uno di quegli elementi che non vanno sezionati quindi se necessario si va una sezione parziale nella zona interessata
-mancano simboli di diametro su più quote
- le quote devono essere ben disposte, distanziate i nmodo proporzionato e non incrociarsi; soprattutto non devono partire da una vista e posizionarsi in un altra
- la sede della chiavetta non si quota in quella maniera (vedi tabella della norma UNI6604 o prendi il foglio di calcolo che ho allegato nel link del post precedente); a essere pignooli c'è discrepanza fr ala profondità della sede superipore (4mm dalla tangenza) e quella inferiore (4mm dallo spigolo)
-nel foro manca la rappresentazione del filetto e non si sa di quanto è la vite (cosa che nel disegno di progetto è funzionale)
-come fanno ad esserci due raggio a sinistra vicino alla rosetta di bloccaggio; uno è quello della ruota (cosa che non ha senso in quanto si fa uno smusso e non un raggio che richiede una lavorazione particolare) e l'altro?
- spostandoci vverso destra:
un cuscinetto non si quota in quella maniera, nessun elemnto circolare si quota dando lo spessore tra diametro interno e diametro esterno.
-ahi la fissa dei raggi, ma sono la cosa meno utile in un disegno di complessivo. inoltre bisogna verificare che ci siano utensili con un raggio adatto al tipo di lavorazione altrimenti va fatta una gola di scarico. è un dato impostante perché crea un punto in cui si focalizzano le tensioni e va ben dimensionato
la parte destra è simile come commenti a quella a sinistra

appunti sparsi:
-su un disegno di quelle dimensioni se si deve quotare in manera particolareggiata conviene fare dei dettagli delle zone e ingrandirli per poter quotare bene ed in maniera visibile
-le rosette non so come si calcolano, ma in genere si dimensionano in funzione del diametro dell'albero più che del componente che bloccano. nel tupo caso su un diametro da 40 potrebbe bastare un rosetta da Ø60 spessore 8 e vite M16 (sulla vite guarda cosa dice la norma sui fori di centraggio filettati (per caso ho trovato questa bella dispensa che ti chiarira il concetto di tornitura)
-perché la ruota venga bloccata tra rosetta ed estremità albero ci deve essere un po' di luce in modo che la rosetta spinga sul fianco della ruota e non su quella dell'albero; 2 mm in genere sono sufficienti

credo che tu abbia abbastanza materiale su cui ragionare e altri utenti aggiungeranno qualcos'altro
 

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simone1996

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#12
Se posso dire la mia, le ruote dentate non si schematizzano così, nel caso del disegno1 penso sia opportuno indicare le ruote nel modo come nella immagine allegata (fonte: Pacetti, corso di disegno tecnico).
Non intendo tutta la quotatura ma solo la rappresentazione (evidenziata).
Dico questo solo per rendere più univoco il disegno, in quanto se una persona prendesse in mano il disegno senza sapere nulla di ciò che riguarda può creare ambiguità.
Questo secondo me.
Altrimenti, potresti indicare con un leader i vari nomi dei componenti (senza cambiare il modo in cui sono disegnate), questo però non mi piace moltissimo.
Altra cosa, manca un sistema di bloccaggio dei cuscinetti.
Nella sezione di destra, analogamente a quella di sinistra, manca la campitura.
Nella sezione di sinistra, si dovrebbe vedere anche il foro filettato.

Questa è la mia opinione, per quel poco che so.
 

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exxon

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#13
Il Pacetti! Che ricordi...
Simone, pur essendoci più di trent'anni di differenza, abbiamo studiato sugli stessi libri.
 
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#15
A parte i disegni pieni di errori che pian piano stanno migliorando vediamo di darti qualche informazione.

Quando si progetta un albero di quel genere occorre avere un po' di occhio per non fare punti deboli e rischiare di fare uno stuzzicadenti.

Se proprio è un albero economico si può partire tranquillamente da un C45 che è un medio tenore di carbonio, lo si può temprare, costa poco e comunque non ha grandi capacità di resistenza a fatica e soprattutto se non c'è il certificato di colata e di prove tecnologiche può esserci dentro un po'di tutto e comportarsi in modo non del tutto omogeneo.

Se devi resistere a fatica, si passa ad un acciaio da bonifica medio legato come 42CrMo4 o 39NiCrMo3 che hanno a pari condizioni di semilavorato, delle caratteristiche meccaniche più elevate e gli elementi in lega permettono tempre più omogenee con grani fini, ottenendo così elevate caratteristiche meccanica che dopo trattamento termico e buona tenacità.
Se proprio gli sforzi e le pressioni localizzate sono alte, ma non credo sia il caso, si passa agli acciai da cementazione come un 18NiCrMo5 che ha elevatissima tenacità dopo la cementazione e successiva tempra. Più sali di caratteristiche meccaniche e più si rende indispensabile la finitura post trattamento termico tramite rettifica e quindi un obbligo per migliorare l'insensibilità agli intagli.
 
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#17
Salve,

Vi sottopongo un problema di progettazione meccanica legato alla realizzazione di un albero di trasmissione. Come nell'altro post che ho scritto, premetto che sono uno studente e che si tratta di un esercizio a scopo universitario.

Allego le forze agenti sull'albero di trasmissione in questione con il calcolo delle relative sollecitazioni sigmaF e tauT nelle sezioni più critiche. Il problema è legato alle dimensioni dell'albero, applicando il criterio di gough-pollard ho calcolato che impiegando come materiale il 30CrNiMo8 (Ru=1100Mpa per d=40-100mm) i diametri, tenuto conto degli spallamenti etc.. dovrebbero essere quelli del pdf . Parlando con il mio professore lui insiste che solitamente gli alberi di trasmissione si progettano con accia di tipo C ad esempio il c40 (Ru=700Mpa per d=40-100mm) e che il diametro impiegando questi stesso dovrebbe essere contenuto. Il problema è che impiegando un acciaio di questo tipo il dell'albero mi esce molto grande (penso), circa 70mm. La domanda che vi sottopongo è quindi legata al materiale: quale materiale solitamente si usa per realizzare tali alberi? e con riferimento ai dati riportati se vi trovate con le dimensioni di massima (cio'è con diametro nella sezione più sollecitata di 50mm)

Il principale problema che riscontro è legato alla riduzione del coefficiente limite di fatica a causa degli effetti di intaglio. Applicando le formule presenti sul manuale questo coefficiente si riduce anche di 2.5 volte, trovo quindi che alla fine è fondamentale prendere un materiale molto resistente che tra l'altro mi permette di ridurre il diametro e quindi il coefficiente di fatica b2 legato alla dimensione. Questo valore è anche legato alla dimensione del raggio di raccordo che non posso toccare (almeno penso) perché e quello riportato su manuale skf dei cuscinetti.

Grazie in anticipo per eventuali suggerimenti
Rileggendo il PDF allegato si immagina su un diametro di 50mm una sollecitazione flessionale di 1788MPa e una torsionale di 31MPa. Vorrei tanto sperare che a fatica non siano entrambe ad agire. Comunque sia anche se fosse solo flessione alternata con un valore del genere occorrerebbe, a pari geometria, un materiale con più di 3000MPa di carico di rottura...che quasi non esiste.

Pertanto le cose possono essere che:
- i calcoli delle forze e poi delle tensioni sono sbagliate
- delle ipotesi sono errate
- se le forze son giuste, è stato sbagliato il materiale e quindi il primo dimensionamento....figuriamoci a fatica di quanto è sbagliato
- se è verificato lo è per un numero di cicli a termine molto basso

Come hai risolto la faccenda?
 
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#18
Siccome non hai mai dato le forze che ci sono sull'albero me le sono ricavate imponendo diametro 50mm e cercando di arrivare a Signa e tau indicate da te.
IMG_20190127_231250.jpg
Chiaramente ci vuole un super materiale. Ricordo che stiamo facendo una analisi statica con fattore 1,5 sul carico di snervamento del materiale C45. Figurati a fare i conti per la fatica che arriviamo a coefficienti di circa 6 volte...

Aumentiamo il diametro affinché staticamente sia verificato e abbiamo un bel 85mm.
IMG_20190127_231317.jpg
Come vedi, a pari forze applicate, quindi a pari sollecitazioni si ottengono sforzi minori.

Prendendo un acciaio legato 42CrMo4 non è che andiamo lontano....abbiamo diametro 75mm
IMG_20190127_232024.jpg
Mi sa che devi chiarire meglio le tue esigenze meccaniche.....poi ne riparliamo.
 
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#19
Poi chiedi di trasmettere 15kW a 1500rpm...immaginiamo di fare solo torsione abbiamo 95,5Nm di coppia sull'albero se si dovesse inchiodare.
Su un albero di 50mm di diametro si ha una tau di torsione massima 4MPa....basterebbe un albero da 15mm.
Poi che altre forze hai per arrivare a 1700MPa?
 

volaff

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#20
Ciao a tutti, susate l'OT.
Ma esiste un testo, togliendo i vari Shigley, ect ect, per il dimensionamento di un albero?
Dedicato insomma....