Cap. 1 - MECCANISMI

1 Page 1 Corso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap. 1 - pag. 1 di dentate ed e flessibili: cinghie, funi e di velocit a moto unidirezionaliCap. 1 Cap. 1 --MECCANISMIMECCANISMIC orso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap. 1 - pag. 2 - GENERALIT I MECCANISMI pi importanti possono essere suddivisi, dal punto di vista funzionale, in: coppie inferiorio elementariguide, cuscinetti, viti, snodi sferici trasmissioni di potenzaruote lisce e dentate, ruote e flessibili, variatori di velocit , giunti, innesti, frenimeccanismi con funzioni molto differenti; sono caratterizzati sia dal livello di potenza che possono trasmettere, sia dalle variazioni che impongono alle variabili della potenza (coppia e velocit angolare) trasmissioni per moto variosistemi articolati, camme, MECCANISMI per moti intermittenti ed unidirezionalisono utilizzati nella costruzione di macchine automatiche e sono in grado di realizzare movimenti complessi e di assolvere a funzioni superiori (per esempio muoversi lungo traiettorie con velocit variabile)Page 2 Corso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap.

2 1 - pag. 3 MECCANISMI per trasmissioni di potenza MECCANISMI con rapporto di trasmissione costante: sono usati per ridurre o per aumentare la velocit angolare con conseguente aumento o riduzione della coppia (caso ideale: conservazione della potenza meccanica )-ruote lisceo dentate (ad accoppiamento diretto)-ruote collegate con flessibili(cinghie, funi, catene) variatori di velocit : per variare il rapporto di trasmissione collegamenti di alberi:-giuntiper collegamenti permanenti-innesti per collegamenti temporanei freni: trasformano energia meccanica in altre forme di energia per rallentare o per arrestare il moto di un albero-freni a tamburo-freni a disco112 2CC =Corso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap. 1 - pag. 4 MECCANISMI per moto variozsistemi articolati: possono servire per generazione di movimenti generazione di funzioni generazione di traiettoriezmeccanismi con moto intermittente: realizzano una fase di arresto del cedente per ogni ciclo di funzionamento (movente: organo di ingresso; cedente: organo di uscita) ruote di Ginevra ruote stellari intermittorizmeccanismi con camme: consentono di realizzare leggi di moto desideratezmeccanismi unidirezionali: consentono un solo verso di moto arpionismi a denti MECCANISMI ad impuntamentoPage 3 Corso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap.

3 1 - pag. 5 Anche dette ruote di frizioneo ruote per attrito, sono MECCANISMI in cui la trasmissione avviene per attrito radente: l accoppiamento di forza viene garantito spingendo una ruota contro l forza trasmissibile pari alla massima forza d attrito radente Ft, ossia al prodotto del fattore d attrito per la forza normale di contatto Fn. Pertanto necessaria una forza che spinga i membri accoppiati l uno contro l altro; tale forza di contatto limitata dalle sollecitazioni gravanti sui cuscinetti e dalla pressione specifica massima sopportabile dai materiali a seconda del tipo di superfici coniugate si distinguono: ruote con superfici primitive ruote a - RUOTE LISCEFig. 1. Ruote esterne (con superfici primitive)Corso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap. 1 - pag. 6 Sono utilizzati sia materiali metallici (acciaio temprato o ghisa) sia non metallici (gomme sintetiche, materie plastiche, tele rinforzate, legno, ecc.)

4 I campi di applicazione pi comuni sono nella locomozione (ruota-rotaia, pneumatico-strada), nella realizzazione di variatori continui di velocit o per l azionamento di elettrodomestici, ciclomotori, costruite solo nelle forme cilindrica, conica e piana e vengono utilizzate in rotismi ordinari, con ruote interne o esterne, o in treni planetari; non possibile utilizzare ruote lisce per trasmissioni fra assi 2. Ruote interne (con superfici primitive)Il rapporto di trasmissione non esattamente costante a causa della deformazione elastica delle ruote CON SUPERFICI PRIMITIVEPage 4 Corso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap. 1 - pag. 7 Vantaggi:zpeso ed ingombro modestizadattamento a potenze diversezfunzionamento dolce e continuozmodesta manutenzionezlimitatori di sovraccaricoSvantaggi:zpotenza trasmissibile limitata (in genere al massimo circa 80 kW)zlimitata velocit massima periferica (20-30 m/s)zsollecitazioni severe sui cuscinettizrapporto di trasmissione non rigorosamente costante (oltre all effetto della deformazione elastica, vi uno scorrimento del 2-3%, variabile in funzione della potenza trasmessa)Corso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap.

5 1 - pag. 8 Sia R1motrice; all aumentare della coppia trasmessa R1 diminuisce, e la somma R1 + R2 rimane costante ( l interasse); di conseguenza, la ruota condotta, a parit di velocit angolare della motrice, rallenta. In figura sono indicate le distribuzioni di velocit per le due ruote, proporzionali alla distanza dall asse; la velocit coincide solo in corrispondenza del contatto tra le primitive cilindriche (tratteggiate).La forza tangenziale di contatto viene aumentata con le ruote a cuneo, che presentano superfici coniugate coniche diverse dalle primitive e quindi comportano strisciamenti. Il moto di rotolamento puro si ha soltanto lungo le due circonferenze primitive, che hanno raggi R1ed R2, variabili con la coppia trasmessa. RUOTE A CUNEOFig. 3. Ruote lisce a cuneoPage 5 Corso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap. 1 - pag.

6 9 Il contatto tra le quattro superfici coniche (due per ogni ruota) avviene idealmente lungo due segmenti (in realt a causa dell elasticit del materiale il contatto non puramente lineare). Si ipotizzi che le forze tra le due ruote siano scambiate nei due punti intersezione tra i due segmenti citati e la retta di contatto delle primitive (figura a lato); valgono le seguenti relazioni:dove: Froe Fnsono forze giacenti nel piano del disegno; Ft il valore massimo della forza tangenziale, ortogonale al piano del disegno, che origina la coppia trasmessa (la forza tangenziale effettivamente trasmessa dipende ovviamente dalla coppia applicata alla ruota motrice).fv detto fattore d attrito virtuale o fittizio;per = 20 vale circa fv= 3f (effetto cuneo).(per una ruota con superfici primitive Ft= f Fn)Fig. 3bis. Ruote lisce a cuneo002sen 2sennrtrnvnFFfFfFF fF === =Corso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap.

7 1 - pag. 10 Ruota dentata: organo in grado di trascinarne un altro per mezzo di denti che entrano successivamente in contatto Ingranaggio: meccanismo composto da una coppia di ruote dentate e dal telaioTreno di ingranaggio rotismo: sistema formato da pi ingranaggiTreno planetario: rotismo in cui almeno uno degli assi ruota attorno ad un - RUOTE DENTATE ED INGRANAGGIFig. 6. Ingranaggio esternoFig. 7. Ingranaggio internoFig. 4. Rotismo ordinarioFig. 5. Treno planetarioPage 6 Corso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap. 1 - pag. 11 Due ruote tra le quali avviene trasmissione del moto sono dette coniugate: se la conduttricee la condottasi possono scambiare il ruolo, sono dette reciproche; se possono invertire il senso di rotazione formano una coppia rapporto di trasmissionei definito come rapporto tra le velocit angolari della ruota conduttrice e di quella condotta evale:Definizioni fondamentalii= 1 2= r2r1= z2z1A volte viene anche definito come rapporto di trasmissione il suo inverso.

8 La velocit relativa (di strisciamento) dei profili coniugati (denti) nel punto di contatto Mtra i profili coniugati non in generale nulla; solo quando il contatto avviene in C(punto di contatto delle primitive) non vi 8. Superfici coniugateCorso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap. 1 - pag. 12 B la larghezza di dentatura. La distanza tra la primitiva e la circonferenza di testa(o di troncatura) si dice addendumha, quella tra la primitiva e la circonferenza di piedededendumhf: la loro somma l altezzahdel dente. La parte del profilo dentato che sporge dalle primitive (nelle ruote esterne) chiamato costadel dente, la parte interna fianco. Il passop la lunghezza dell arco di primitiva compreso tra due profili omologhi consecutivi. L angolo di pressione l angolo acuto tra il raggio passante nel punto di intersezione del profilo con la circonferenza primitiva e la tangente al profilo in quel 9.

9 Circonferenze caratteristicheFig. 10. Profili dei denti per ruote esterneFig. 10. Costa e fiancoPage 7 Corso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap. 1 - pag. 13 piedepiedetestaI contatti tra i denti che si verificano prima che questi attraversino la retta O1O2(chiamata retta dei centri) appartengono alla fase di accesso; quelli che avvengono dopo alla fase di regioni in cui possibile il contatto tra i denti sono rappresentate in figura con due simbologie distinte: le zone dei contatti normalisono tratteggiate ed ivi i fianchi di un dente toccano le coste del dente coniugato; le zone dei contatti anomalisono punteggiate ed ivi si pu verificare l incontro tra costa e costa. I contatti tra fianco e fianco non possono mai contatti normali si svolgono in accesso per le spinte dei fianchi della conduttrice contro le coste della condotta, in recesso per le spinte delle coste della conduttrice sui fianchi della 11.

10 Ingranamento per ruote esterne ed interneCorso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap. 1 - pag. 14 L arco misurato sulle primitive durante il quale rimangono a contatto due profili coniugati chiamato arco d azione(CBCCA), diviso in arco di accesso(di lunghezza E1) ed arco di recesso(lungo E2). Gli archi di accesso e di recesso possono essere uguali o diversi a seconda dei proporzionamentidelle dentature e del rapporto di di ingranamento ed arco di azioneAffinch sia assicurata la continuit della trasmissione, deve essere:E = E1+ E2 pOccorre accertarsi anche che in nessun istante, durante il moto, vi sia 12. IngranamentoLa linea luogo dei punti di contatto tra i due profili coniugati si dice linea di ingranamentoo linea di condotta(IBCIA). Page 8 Corso di Meccanica Applicata alle Macchine 2 (SV) 2004/2005 - cap. 1 - pag.