Collegamenti Albero-mozzo

29/11/2012
Collegamenti Albero-mozzo
22/11/2012
Obiettivo:
Collegare assialmente due organi (in modo fisso o mobile) al fine di trasmettere
coppia torcente e quindi evitare che vi sia un moto rotatorio relativo
Accoppiamento di forma
Fattore di intaglio
Caratteristiche
Spina trasversale
2.5 ÷3.3
Mt piccola, economico
Linguetta
1.7 ÷2.3
Mt media, montaggio fisso
Albero scanalato
1.3 ÷2.0
Mt media-grande, spostabile, ottima
centratura, costoso
Albero striato
1.5 ÷3.0
Mt grande, piccolo spessore mozzo
Accop. Forma precaricato
Fattore di intaglio
Caratteristiche
Chiavetta
1.7 ÷2.0
Mt piccola-media, grande solo per
quelle tangenziali, eccentricità
Accop. per attrito
Fattore di intaglio
Caratteristiche
Bloccato alla pressa
1.5 ÷2.0
Mt media
A caldo
1.4 ÷2.7
Mt media-grande, buona centratura
Sede conica
1.25
Mt media-grande, buona centratura,
smontabile
1
29/11/2012
Accoppiamenti di forma
Dimensionamento effettuato in base a:
-Pressione ammissibile sulle facce laterali
-Taglio massimo
Ipotesi:
Distribuzione uniforme delle tensioni e delle pressioni di contatto
(non del tutto vero a causa della deformabilità degli alberi e dei mozzi)
Linguette
Sforzo tangenziale trasmesso dalle pareti laterali della linguetta, a contatto
con superfici prestabilite delle cave dell’albero e del mozzo.
Leggero gioco radiale
Montaggio preciso o
leggero forzamento
laterale
Diritte (forma A)
Tipo A:
-Più economiche
-Minor intaglio
-Lunghezza cava maggiore
Arrotondate (forma B)
Fresa a candela
Nel caso di mozzi sottili o alberi
cavi si usano linguette ribassate.
Comunque d/D deve essere < 0.6
2
29/11/2012
Linguette
Dimensionamento a pressione superficiale
Ipotizzando distribuzione uniforme della pressione di contatto p con risultante F
e facendo l’equilibrio del sistema Albero-Linguetta
d h 1
M t  F     Fd
 2 4 2
F
F
2M t
d
b
1
pmed hl
2
pmed
M
 4 t  pamm
hld
h F
Mt
p, F
Valori tipici di pamm:
d
- 50 MPa per mozzi in ghisa
- 100-250 MPa per mozzi in acciaio
Linguette
Dimensionamento a taglio
Facendo riferimento alla tensione tangenziale media
1
M t   med bld
2
b
2M t
F
d
 med 
 med  2
F
bl
Mt
  amm
bld
h pmed
 med

bld 4
2 hld

pmed
 med
2
b
h
p, FF
Mt
d
Considerando
pamm
 amm
2
Linguette a sezione quadrata hanno uguale
resistenza a taglio e pressione superficiale
3
29/11/2012
Linguette
Verifica resistenza dell’albero
Le linguette possono essere più o meno resistenti dell’albero; uguagliando le coppie
1
d 3
M t   med bld   alb
2
16
Ipotizzando materiali simili per albero e linguetta e considerando b 
d 3
1
M max   ammbld   amm
2
16
l  1.5d
1 d 2 d 3

l
2 4
16
l
l  1.5d
Linguetta più debole dell’albero (preferibile)
l  1.5d
Albero più debole della linguetta
d
4

2
d  1.5d
Nel caso di grandi coppie Mt si può ricorrere a doppia
linguetta, considerando il carico equi-ripartito:
Linguette
Estratto UNI 6604
Diritte (forma A)
Arrotondate (forma B)
Esempio di designazione
Linguetta di forma B avente sezione b x h = 16 x 10 e lunga 100 mm: B16x10x100
4
Diritte (forma A)
Arrotondate (forma B)
Diritte (forma A)
Arrotondate (forma B)
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Linguette
Estratto UNI 6604
Linguette
Estratto UNI 6604
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29/11/2012
Linguette particolari
“multipla”
di pezzo
Woodruff o a disco
con fori
Chiavette
Dritta
Coppia trasmessa per attrito, fianchi non a contatto
Leggero gioco tangenziale
Forzamento radiale (cava albero parallela
all’asse, cava mozzo inclinata 1/50 ÷ 1/100)
Arrotondata
120,0°
Con nasello
o nasetto
6
29/11/2012
Chiavette
Azioni agenti sulla
chiavetta:
P
p0
fP
fP
P
d
Mt
Forzamento statico:
P  p0lb
Equilibrio chiavetta:
2 Pe  fPh
e
fh
2
2e
Chiavette
Azioni agenti
sull’albero:
p0
P
M=Pe
h
fP
d
Mt
fP
P
Equilibrio albero:
d
d h
M t  fP    Pe  fP
2
2
2


M t  fpobld
2e
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29/11/2012
Chiavette
Le forze di contatto sono difficilmente misurabili -> scelta dettata dall’esperienza
Dimensionamento analogo alle linguette; quindi per l>1.5d la chiavette è più
resistente dell’albero; per l<1.5d si effettua la verifica a pressione superficiale:
po 
Mt
 pamm
fbld
pmed  4
Vantaggi chiavette:
-Facilità di montaggio-smontaggio
Mt
 pamm
hld
Vantaggi linguette:
-No forzamento radiale: organi meno sollecitati
-Miglior centraggio
-Minori lavorazioni del mozzo e della linguetta
-Possono permettere un moto relativo assiale
del mozzo rispetto all’albero (no sotto carico)
Chiavette
Linguette e chiavette indeboliscono molto gli organi -> si usano per coppie medio-basse
Per coppie maggiori si usano le chiavette tangenziali o i profili scanalati
Le chiavette tangenziali:
1. si utilizzano sempre in coppia
2. sono inserite in una cava ricavata in modo che un lato della chiavetta sia radiale
3. il forzamento si ha sui fianchi delle cave, anziché sulle superfici superiori e
inferiori
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29/11/2012
Spine
Lavorano a taglio, sono usate per collegamenti leggeri ed economici
Spine ad espansione
Spina conica
Chiavette trasversali
Spine elastiche
Profili scanalati
Usati per collegamenti precisi, coppie e velocità elevate, possibilità di scorrimento
assiale anche sottocarico.
Sono di contro più costosi degli accoppiamenti con chiavetta e linguetta
Coppia trasmessa da contatto tra
fianchi dei denti o risalti.
I profili dei denti possono essere
a fianchi diritti o ad evolvente
L’angolo di pressione dell’evolvente vale
tipicamente 30°, ma può arrivare a 40°
(negli ingranaggi è 20°)
9
29/11/2012
Profili scanalati
Centraggio
Sul fondo del dente o interno
(tipico dei denti dritti)
Sulla cresta del dente
o esterno
Sui fianchi (tipico dei
denti ad evolvente)
Profili scanalati
Designazione
(UNI 8953)
B
D
d
d [mm]
11
13
16
18
21
23
26
28
32
36
42
46
52
56
62
72
82
92
102
112
Serie leggera
z D [mm] B [mm]
Designazione
6
6
6
8
8
8
8
8
8
8
10
10
10
10
10
26
30
32
36
40
46
50
58
62
68
78
88
98
108
120
6
6
7
6
7
8
9
10
10
12
12
12
14
16
18
6
6
6
8
8
8
8
8
8
8
10
10
10
10
10
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
23
26
28
32
36
42
46
52
56
62
72
82
92
102
112
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
26
30
32
36
40
46
50
58
62
68
78
88
98
108
120
Serie normale
z D [mm] B [mm]
Designazione
6
14
3
6 x 11 x 14
6
16
3.5
6 x 13 x 16
6
20
4
6 x 16 x 20
6
22
5
6 x 18 x 22
6
25
5
6 x 21 x 25
6
28
6
6 x 23 x 28
6
32
6
6 x 26 x 32
6
34
7
6 x 28 x 34
8
38
6
8 x 32 x 38
8
42
7
8 x 36 x 42
8
48
8
8 x 42 x 48
8
54
9
8 x 46 x 54
8
60
10
8 x 52 x 60
8
65
10
8 x 56 x 65
8
72
12
8 x 62 x 72
10
82
12
10 x 72 x 82
10
92
12
10 x 82 x 92
10 102
14
10 x 92 x 102
10 112
16
10 x 102 x 112
10 125
18
10 x 112 x 125
10
29/11/2012
Profili scanalati
Dimensionamento a taglio
Profilo scanalato è analogo a serie di linguette; contatto però non avviene
contemporaneamente su tutti i denti (si considera solo il 25%):
Forza tagliante
Fattore riduttivo
Dd 
 Bl  z  0.25
 4 

Fianchi paralleli: M t  
Raggio medio
n° denti
passo
Diametro primitivo
Mt 
Fianchi evolvente:
modulo m 
p


Dp
z
16 M t

D  d zBl amm
Dp
2

p
z  0.25
2
D p
p
z
  l

16 M t
D p lpz
16 M t
  amm
D p2l
Profili scanalati
Dimensionamento a usura dovuta a pressione superficiale
Si considerano tutti i denti in presa
(l’usura stessa tende ad uniformare il contatto tra i denti nel tempo)
M t  zp0lh
Fianchi paralleli:
D  d 
4
Dd
h
2
Fianchi ad evolvente:
M t  zp0lh
hm
p0 
Dp
2
Dp
8M t
 pamm
zl D 2  d 2
p0 


2M t
 pamm
D p2l
z
(Negli ingranaggi l’altezza del dente vale 2.25m)
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29/11/2012
Fine
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