Scelta Materiale per Ruote dentate

Parzival

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: Autocad, Inventor
Regione: Puglia
Buonasera a tutti, nella relazione per il progetto, devo scegliere dei materiali partendo dai valori minimi della durezza brinell che ci siamo calcolati per ogni accoppiamento dalla teoria di Hertz.
Vi condivido i valori:
Acc. 1-2 -> 528,67
Acc. 3-4 -> 423,512
Acc. 5-6 -> 437,701
Acc. 7-8 -> 463,753
ovviamente tutti sono i valori minimi e tutti in kg/mm^2.
Pensavo di prendere come materiale per tutti il 16NiCr11, ma non sono sicuro, anche perché nella tabella che abbiamo ha come valori 570/600 (tabella presa dal Renato-Giovannozzi). Cosa mi consigliate di fare? Lascio questo o prendo altri? Grazie mille
 

MassiVonWeizen

Utente Senior
Professione: disegnatore
Software: solidworks 2019
Regione: Friuli Venezia Giulia
Cosa significa acc.1-2, ecc...?
Di materiali per le ruote dentate se ne è parlato molto nel forum. Cerca tra i post di meccanicamg che sta facendo scuola in materia di ingranaggi e riduttori.
Parli di 570/600 brinell e in quell'elenco sono tutti inferiori.
La tua domanda ha dati scritti senza spiegazioni e scollegati fra loro.
 

Parzival

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: Autocad, Inventor
Regione: Puglia
Acc. sta per accoppiamento.
Io ho parlato di valore minimo Brinell, quindi posso scegliere nella tabella i valori più grandi.
 

ramjet

Utente Junior
Professione: progetto organi di trasmissione
Software: autocad
Regione: liguria
Sei sicuro che sia kg/mm2??
Secondo me è N/mm2
 

Mattymecc

Utente standard
Professione: studente
Software: Autocad/Inventor
Regione: Emilia Romagna
cattura.PNG
Questo è il diagramma di rinvenimento dell'acciaio da cementazione 16NiCr11. Lo strato cementato, rinvenuto a una temperatura di 250°C ha una durezza di 58HRC corrispondenti a 600HB quindi credo sia adatto per la tua applicazione.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Buonasera a tutti, nella relazione per il progetto, devo scegliere dei materiali partendo dai valori minimi della durezza brinell che ci siamo calcolati per ogni accoppiamento dalla teoria di Hertz.
Vi condivido i valori:
Acc. 1-2 -> 528,67
Acc. 3-4 -> 423,512
Acc. 5-6 -> 437,701
Acc. 7-8 -> 463,753
ovviamente tutti sono i valori minimi e tutti in kg/mm^2.
Pensavo di prendere come materiale per tutti il 16NiCr11, ma non sono sicuro, anche perché nella tabella che abbiamo ha come valori 570/600 (tabella presa dal Renato-Giovannozzi). Cosa mi consigliate di fare? Lascio questo o prendo altri? Grazie mille
Questo approccio è alquanto strano... però vediamo di darti dei riferimenti.
Per prima cosa cheiariamo cosa sono quei numeri perché parli di durezza brinnell HB e poi parli di Hertz e poi indichi in kg/mm² che un meccanico degli ultimi 40 anni non usa più perché si usano i MPa che sono N/mm².
Spero tanto che fai riferimento che i numeri riportato sono HB.

Se la pressione di contatto (e non alla base del dente) necessità di una durezza superficiale di 530HB vuol dire che hai una durezza superficiale di 53HRC circa. Si usano le tabelle di conversione durezze oppure la formula.

Con queste caratteristiche superficiali, secondo ISO 6336 raggiungono quelle caratteristiche gli acciai a bassi tenore di carbonio temprati superficialmente come C45. Sicuramente hanno una capacità migliore gli acciai da bonifica come 42CrMo4 dove si arriva anche a 57HRC. Usare acciai da cementazione come il 18CrNiMo7 e simili si raggiunge 61HRC ma sono sprecati.
 

MassiVonWeizen

Utente Senior
Professione: disegnatore
Software: solidworks 2019
Regione: Friuli Venezia Giulia
Acc, se lo dai a qualsiasi tecnico lo traduce con Acciaio.
Cosa c'entra l'accoppiamento con la durezza che si suppone siano i valori a fianco del simbolo ->
Io ho parlato di valore minimo Brinell, quindi posso scegliere nella tabella i valori più grandi.
il valore più grande della tabellla è 528,67.

Dai, cerca di mettere qualche informazione in più altrimenti mettiamo 15 post solo per capire cosa stai dicendo? ti assicuro che no n si paga un tot di euro a parola
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Vedi l'allegato 60605
Questo è il diagramma di rinvenimento dell'acciaio da cementazione 16NiCr11. Lo strato cementato, rinvenuto a una temperatura di 250°C ha una durezza di 58HRC corrispondenti a 600HB quindi credo sia adatto per la tua applicazione.
Un acciaio da cementazione è molto sprecato per quei valori. Se l'usura è garantita con un acciaio di categoria inferiore direi che è meglio risparmiare.
 

Mattymecc

Utente standard
Professione: studente
Software: Autocad/Inventor
Regione: Emilia Romagna
Secondo me con le formule semplificate (quelle del formulario che meccanicamg ha postato più volte) ha trovato la durezza minima che deve avere lo strato cementato, in funzione della durata che desidera e della sollecitazione.
 

Allegati

brn

Utente Junior
Professione: disegnatore
Software: solidworks 2020
Regione: lombardia
ma è un progetto scolastico?
se si puoi giocartela un pò come vuoi basta che giustifichi la tua scelta, scegli un acciaio adatto che regga la condizione dell'ingranaggio peggiore e falli tutti uguali, giustifica la scelta dicendo che è una tiratura limitata di pezzi da fare pertanto non vale la pena approvvigionare vari tipologie di acciai. per il resto direi che ti hanno risposto ottimamente sopra.
 

Parzival

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: Autocad, Inventor
Regione: Puglia
Spero tanto che fai riferimento che i numeri riportato sono HB.
Per arrivare a quel valore abbiamo fatto riferimento (come da libro e come spiegato) alla formula ricavata dalla teoria di Hertz.
Dove alla fine dei calcoli per la ruota dentata e per l'accoppiamento di ruote, abbiamo trovato il valore massimo dello sforzo che provoca usura sulla ruota:
\[ \sigma max=0,59*(\frac{Q}{b}\frac{E}{\sin (\theta)}\frac{1+\tau}{R})^\frac{1}{2} \]
e poi da qua ci siamo ricavati il valore minimo della durezza Brinell:
\[ HB \ge \frac{\sigma max}{0,25*g*\alpha} \]
dove con alfa è usato il coefficiente di sicurezza.
Una volta trovati i valori per tutti gli accoppiamenti, poi si doveva scegliere un materiale o i materiali necessari.
Avendo trovato i valori di prima, non sapevo quale scegliere o se scegliere il 16NiCr11 che sembrava il migliore
 

Parzival

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: Autocad, Inventor
Regione: Puglia
Dai, cerca di mettere qualche informazione in più altrimenti mettiamo 15 post solo per capire cosa stai dicendo? ti assicuro che no n si paga un tot di euro a parola
No, allora, come ho spiegato nella risposta precedente, da quei calcoli, per ogni accoppiamento mi sono usciti determinati valori... questi valori sono i valori minimi di durezza Brinell per ogni accoppiamento.
Poi dalla tabella degli acciai che ci è stata fornita dal libro (Renato-Giovannozzi) abbiamo proceduto nel trovare quello che per noi è il miglior materiale applicabile (nel caso si può anche scegliere più di uno).
I valori della tabella degli acciai ovviamente deve superare il nostro, dato che il nostro è un valore minimo, solo che avevo trovato tra gli acciai anche il 10Ni8 (acciaio che però non trovo da nessuna parte su internet, anche perché bisogna parlare un po' degli usi e impegni di quest'ultimo), quindi la mia scelta era ricaduta sul 16NiCr11, ma se avete dei migliori o altre proposte, queste sono ben accette
 

Parzival

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: Autocad, Inventor
Regione: Puglia
Dove alla fine dei calcoli per la ruota dentata e per l'accoppiamento di ruote, abbiamo trovato il valore massimo dello sforzo che provoca usura sulla ruota:
non ho messo le definizioni delle lettere nella formula,
Q è la forza tangenziale
E modulo di young (abbiamo usato come unico valore 210000 N/mm^2)
tau ovviamente rapporto di trasmissione
b larghezza del dente
teta è l'angolo di pressione (abbiamo usato 20°)
R raggio
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Il materiale 10Ni8 è descritto qui.
Per quanto riguarda i materiali che avete a disposizione, presi dal libro, ne deduco la scarsa aderenza con i prodotti commercializzati nel mondo delle costruzioni meccaniche.
Rimane valido quello che ho scritto nei miei primi post.
Controllare unità di misura perché è fondamentale...N/mm² non sono kg/mm².
Se tutto torna potete usare qualsiasi acciaio da bonifica (spero che abbiate studiato questi acciai) e farci una tempra superficiale ad induzione. Però se volete esagerare, ma questo mostrerebbe una incapacità di ottimizzare, potreste prendere acciai da cementazione cementati e temprati.

Ti consiglio di usare il Niemann - Costruzioni di macchine 2, perché è l'unico libro antico che è aderente alla realtà attuale. Questo libro, sebbene parli di normative di 30 anni fa che si sono evolute, è la base della ISO 6336 che si usa quotidianamente per gli ingranaggi cilindrici ed è molto affidabile come testo.
Ti riporto la tabella dei materiali con tutte le caratteristiche, famiglie, trattamenti, durezze, capacità flessione e di contatto.
Ricordati che per la pressione di contatto, devi guardare la durezza superficiale e non quella del nucleo del dente.
Screenshot_20210112_025739.jpg
Screenshot_20210112_025754.jpg
Questa tabella che ti ho riportato ti deve fare da guida nella selezione di materiali e trattamenti.

Secondo le vigenti disposizioni di normativa, si hanno delle durezze differenti a seconda della quantità di acciaio a pari sigla di materiale, quindi il campo, per te che stai usando la semplice formula di Hertz è molto vario per la scelta.
 

Parzival

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: Autocad, Inventor
Regione: Puglia
Ti consiglio di usare il Niemann - Costruzioni di macchine 2, perché è l'unico libro antico che è aderente alla realtà attuale. Questo libro, sebbene parli di normative di 30 anni fa che si sono evolute, è la base della ISO 6336 che si usa quotidianamente per gli ingranaggi cilindrici ed è molto affidabile come testo.
Purtroppo devo rifarmi alla tabella del mio libro, quindi penso che la mia scelta ricadrà sul 16NiCr11 o sul 10Ni8 (o a quanto ho capito anche il 20Ni8), non ho molta scelta a quanto pare.
Per l'unità di misura sono abbastanza sicuro ci sia stato detto che HB è in kg/mm^2
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Purtroppo devo rifarmi alla tabella del mio libro, quindi penso che la mia scelta ricadrà sul 16NiCr11 o sul 10Ni8 (o a quanto ho capito anche il 20Ni8), non ho molta scelta a quanto pare.
Per l'unità di misura sono abbastanza sicuro ci sia stato detto che HB è in kg/mm^2
Puoi postare la tabella che dovete usare?
Mi sembra tanto riduttivo questo esercizio....e pare che o tu non vuoi osare o il tuo prof non vuol farvi aprire la veduta...
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Per arrivare a quel valore abbiamo fatto riferimento (come da libro e come spiegato) alla formula ricavata dalla teoria di Hertz.
Dove alla fine dei calcoli per la ruota dentata e per l'accoppiamento di ruote, abbiamo trovato il valore massimo dello sforzo che provoca usura sulla ruota:
\[ \sigma max=0,59*(\frac{Q}{b}\frac{E}{\sin (\theta)}\frac{1+\tau}{R})^\frac{1}{2} \]
e poi da qua ci siamo ricavati il valore minimo della durezza Brinell:
\[ HB \ge \frac{\sigma max}{0,25*g*\alpha} \]
dove con alfa è usato il coefficiente di sicurezza.
Una volta trovati i valori per tutti gli accoppiamenti, poi si doveva scegliere un materiale o i materiali necessari.
Avendo trovato i valori di prima, non sapevo quale scegliere o se scegliere il 16NiCr11 che sembrava il migliore
Mi lasciano un po' perplesse queste formule perché sul Giovannozi costruzioni di macchine vol 2 del lontano 1900 e qualcosa....usa numeri e formule diversa, come quelle allegate.
Fate un po' voi.
 

Allegati