Progettazione di un riduttore con due coppie di ruote dentate a denti dritti alimentato da un motore diesel a quattro tempi

meccanicamg

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...la prima coppia non raggiunge 5000 ore di funzionamento per via della verifica a pressione di contatto ed usura che non è verificata. La seconda coppia di ingranaggi invece è verificata.
Mi sono accorto di aver verificato la seconda coppia con b=120mm al posto di b=54mm.

Anche la seconda coppia non è verificata a pressione specifica....come la prima.

Che formule hai usato? Puoi postare il procedimento così tutti abbiamo un termine di confronto?

Anche usando le formule semplificate del mio post #8 abbiamo una verifica negativa.
 
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meccanicamg

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Che brutto vizio di scrivere un mucchio di formule senza una spiegazione....un po' di qua....un po' di lá....

Il ragionamento è un po' da interpretare ma quello che vedo che incide più di tutto è che hai Rm=1450MPa che è il carico di rottura a trazione e lo usi...e vale poco meno della pressione ammissibile che hai indicato con 1459MPa. Non sarà mai possibile che la pressione ammissibile sua superiore al carico di rottura..... perché il carico di rottura non lo supera nessuno....è già rotto il pezzo.

Se il carico di rottura a trazione Rm=1459MPa c'è da aspettarsi si avere un valore di tensione a flessione Lewis ammissibile
\[ \sigma_{lew}≈\frac{Rm}{6}=\frac{1450}{6}=241MPa \]
E infatti ci siamo....anche senza valutazione del fv.
Per quanto riguarda la pressione di Hertz invece dovrà essere non superiore a Rm e soprattutto se valutata con il coefficiente di velocità fv che vale nel tuo caso circa 0,7 come hai scritto .... vorrà dire che varrà non più di:
\[ \sigma_H=fv•Rm≈0,7•1450≈1015MPa \]
Ora la tua tensione sul dente, generata da Mt crea una pressione che tu hai indicato come Pmax=1094MPa che è superiore a 1015 e quindi non è verificato visto che il rapporto fa 0,92 che è inferiore a 1....quindi non va bene perché ad usura sbricioli l'ingranaggio. Ecco l'inghippo.

Purtroppo queste benedette formule vengono scritte in modo diversi includendo o escludendo dei termini sotto o fuori radice come il K1...che con le tue formule viene un po'più basso del mio e quindi ottieni una pressione superficiale inferiore.
Poi c'è il 24,5 o il 25 che moltiplica il discorso delle ore....anche lì un po' cambia il risultato.
Hai la possibilità di verificare sul libro di testo come sono queste formule?
Poi scrivi se stai facendo verifica o dimensionamento, altrimenti rimane poco comprensibile.

Altra cosa, hai fatto dei passaggi che non servono e ti spiego perché:
- hai calcolato z minimo e va bene
- hai calcolato il modulo e la sigma con Z minimo ma non ti serve a niente perché alla fine vuoi usare Z1=20
- con z20 calcoli sigma e il modulo e va bene
- verifichi con Hertz
- verifichi con Lewis anche se è palese che sia verificato visto che hai preso un modulo maggiore di quello del dimensionamento
- se tutto apposto bene, altrimenti aumenti il modulo e rifai verifica Hertz e Lewis

Spero che le note siano comprensibili, altrimenti ne riparliamo.
 

Gabbro01

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Le formule le ho prese dal manuale di meccanica della Hoepli seconda edizione.
Se per favore mi puoi scrivere un ordine da seguire perché non ho capito bene, grazie
 

meccanicamg

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Il manuale di meccanica della Hoepli...maledetto lui ogni tanto qualche formula sbagliata ce l'aveva..... speriamo l'abbiano corrette

Allora il procedimento è questo:
- vuoi partire con denti dritti? Si
- calcolo z minimo
- scegli uno z1 che ti piace superiore a z minimo
- imponendo b/m e il materiale calcoli il modulo m* da Lewis facendo il dimensionamento
- scegli un modulo vero a norma maggiore di quello m*
- fai verifica con Hertz calcolando i parametri di velocità confrontando pressione agente reale dovuta alla coppia con il valore ammissibile corretto dal parametro velocità. Se la pressione agente è superiore di quella ammissibile non è verificato per il numero di ore imposto. O provi ad abbassare le ore, oppure aumenti il modulo oppure aumenti la larghezza di ruota b.
- a questo punto calcoli tutti i dati geometrici degli ingranaggi

Ma il libro di meccanica non ce l'hai? Quello del terzo anno deve avere per forza le formule per il calcolo.
 

volaff

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Se vi serve ho i libri di Henriot sulle ruote dentate e i volumi del Niemann :)
 

Gabbro01

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Il fattore di servizio va applicato anche sul secondo momento torcente?
 

meccanicamg

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Il fattore di servizio va applicato anche sul secondo momento torcente?
Il motore genera un momento torcente che va moltiplicato per il Ka ed entra nel primo stadio.
Questo valore viene moltiplicato per il rapporto di riduzione e per il rendimento bella prima coppia ed entra nel secondo stadio.
Questo valore appena calcolato entrando nella seconda coppia viene moltiplicato per il secondo rapporto di riduzione e per il rendimento .... finalmente dando energia all'utilizzatore.
Il fattore di servizio lo moltiplichi al momento torcente nominale. Non lo moltiplichi n volte....a patto che lo porti con te correttamente.
 

meccanicamg

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Vediamo se riesco ad essere più chiaro.
Se ogni stadio ha la coppia nominale in ingresso, in ogni stadio la coppia di calcolo è la nominale moltiplicata per il fattore di servizio.
 

PIETRO2002

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Vediamo se riesco ad essere più chiaro.
Se ogni stadio ha la coppia nominale in ingresso, in ogni stadio la coppia di calcolo è la nominale moltiplicata per il fattore di servizio.
Possiamo dire quindi che il fattore di servizio si applica una volta sola all'ingresso e poi automaticamente si ripercuote per tutto quello che ci sta a valle?
 

meccanicamg

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Possiamo dire quindi che il fattore di servizio si applica una volta sola all'ingresso e poi automaticamente si ripercuote per tutto quello che ci sta a valle?
Diciamo di sì.
In modo rigoroso però sempre il valore nominale va inserito e sempre va moltiplicato per il fattore di servizio.
Facciamo un esempio.

Motore genera 10Nm.
Entro nel riduttore, prima coppia vede 10Nm•ka, se ka=2 il calcolo di resistenza è su 20Nm. Rapporto riduzione 3.
Seconda coppia vede 10Nm*3=30Nm nominali ma 30*ka=60Nm subiti sulla meccanica della seconda coppia di ingranaggi.
 

Calender

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Possiamo dire quindi che il fattore di servizio si applica una volta sola all'ingresso e poi automaticamente si ripercuote per tutto quello che ci sta a valle?
Col fattore di servizio " indirettamente " è come se aumentassi la potenza e calcolassi/dimensionassi la meccanica su una potenza superiore a quella richiesta (a parità di velocità),per tenere conto del contesto in cui è inserito l'oggetto, come fattore di sicurezza che tiene conto del contesto in cui è inserito l'oggetto. Almeno cosi mi e stato spiegato in passato :)
 

meccanicamg

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Ora per i cuscinetti dell'albero intermedio devi metterci le forze giuste.
Ti consiglio di usare questa convenzione internazionale.
Screenshot_20200607_133054.jpg
Una volta messe le forze dovrai impostare i vincoli (fai una cerniera e un carrello perché se non la fai isostatica ci muori coi calcoli....oltre che ad essere "particolare"), calcoli le reazioni nei vari piani.
Otterrai per ogni vincolo due reazioni radiali da comporre con Pitagora e una assiale se le forze lo consentono.
 

Gabbro01

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E con queste come faccio a scegliere il tipo di cuscinetto?
 

PIETRO2002

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E con queste come faccio a scegliere il tipo di cuscinetto?
devi schematizzare gli alberi, nel senso dai le lunghezze degli appoggi dei cuscinetti, le distanze dei carichi radiali che ti danno le spinte degli ingranaggi, e da li fai l'equilibrio dei momenti e cosi' ricavi per ogni appoggio il carico sui cuscinetti.
Logicamente devi anche calcolarti il diametro dell'albero che dovra' essere calcolato a Flessotorsione.
Le forze agenti sull'albero sono la torsione che trasmettono gli ingranaggi, la forza radiale che trasmettono gli ingranaggi e che provocano flessione.. e se vogliamo essere fini la forza radiale degli ingranaggi provoca anche uno sforzo di taglio...
 

meccanicamg

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L'albero intermedio, verdà montati due ingranaggi. A differenza dell'immagine che ti posto qui sotto, avrai denti dritti e quindi tutte le componenti assiali (parallele all'asse di rotazione....Rx(B)... Fx(A)...Fx(B) ) non esistono.

1591541553298.png
L'albero come ti ha detto pietro dovrà essere schematizzato come trave isostatica, caricata con le forze scambiate, fare grafico taglio, grafico flessione e grafico torsione. Calcolare nella sezione peggiore la sigma Von Mises e quindi verificare un diametro ipotizzato.
A questo punto avrai dei diametri plausibili nella zona cuscinetti, minori dell'diametro massimo dell'albero che cercherai sul catalogo cuscinetti....e da qui inizia la verifica vera di durata del cuscinetto.