Scarica Collegamenti mozzo albero - Appunti di costruzione di macchine e più Appunti in PDF di Meccanica Materiali E Costruzioni Macchine solo su Docsity! Politecnico di Torino Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale Elementi di Costruzione e Disegno di Macchine Prof. Teresa Berruti (I corso ) e Prof. Eugenio Brusa (II corso) 1 ECDM - Altri collegamenti mozzo-albero Autori: T.Berruti, E.Brusa Ottobre 2012 ALTRI COLLEGAMENTI MOZZO-ALBERO • Collegamenti di forma – linguette – scanalati i • Collegamenti ad attrito – per accoppiamento conico – per serraggio – sp ne Riferimenti bibliografici: [1] A. De Paulis, E. Manfredi, Costruzione di Macchine, Pearson Milano - 2012 i i d h l l – chiavette • Calettatori industriali – esempi 1ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero [2] R. G ovannozz , Costruzione i Macc ine, vo I, Patron, Bo ogna ,1965 [3] Decker K.H., Maschinenelemente - Gestaltung und Berechnung, Carl Hanser Verlag, München (D), 1982 [4] Niemann G., Elementi di Macchine, ETS Milano - Springer Berlino, 1983 Cataloghi: Konic Italblok - Angst+Pfister S.p.A. -Ringspann Goraco - SKF COLLEGAMENTI PER ACCOPPIAMENTO CONICO 2ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero da A. De Paulis, E. Manfredi, C. di Macchine In fase di montaggio si forzano le parti insieme utilizzando la conicità dell’accoppiamento per regolare la condizione di forzamento, quindi si fissa per mezzo dispositivi di bloccaggio. Politecnico di Torino Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale Elementi di Costruzione e Disegno di Macchine Prof. Teresa Berruti (I corso ) e Prof. Eugenio Brusa (II corso) 2 ECDM - Altri collegamenti mozzo-albero Autori: T.Berruti, E.Brusa Ottobre 2012 α ACCOPPIAMENTO CONICO - Relazione fra pressione e forza assiale ϕ Fa F Fd1 d2 α Azioni sul mozzo L dd ddDm 2 tan 2 21 21 − = + = α π=⋅= LDpApF mlN f = tanϕ (coefficiente d’attrito) f·FN F N a Fr L Data la forza Fa la pressione che si esercita lb è i 3ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero )cos( )sen( cos ϕ+α= ϕ+α= ϕ = FF FF F F r a N )tan( )sen( cos ϕ+απ ≈ ϕ+απ ϕ = LD F p LD F p m a m a tra mozzo e a ero par a : ACCOPPIAMENTO CONICO - Relazione fra pressione e momento trasmissibile d1 d2 α 2 21 ddDm + = µp Dm L ( ) mDpLDM ⋅⋅⋅⋅⋅= μπ Si dimostra che il momento trasmesso Mt è equivalente a quello trasmesso da un accoppiamento cilindrico con diametro pari a Dm e lunghezza L µp 4ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero 2mt ( ) 2 m ammmt DpLDM ⋅⋅μ⋅⋅⋅π≤ Data la pressione ammissibile pamm (acciaio/acciaio p =50÷90 MPa, ghisa grigia / acciaio p =30÷50 MPa), il momento trasmesso deve essere: Politecnico di Torino Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale Elementi di Costruzione e Disegno di Macchine Prof. Teresa Berruti (I corso ) e Prof. Eugenio Brusa (II corso) 5 ECDM - Altri collegamenti mozzo-albero Autori: T.Berruti, E.Brusa Ottobre 2012 CHIAVETTE – distribuzione della pressione di contatto e momento trasmissibile Non si conosce a priori la distribuzione della pressione dovuta al forzamento con chiavetta e quindi neanche la distribuzione delle forze di attrito che permettono di trasmettere la coppia. La letteratura tecnica fornisce le distribuzioni seguenti di pressioni confermate h d t di t di i i li li l ti fi iti (FEM)anc e a s u con me o numer c qua g e emen n : Distribuzione della pressione al montaggio Distribuzione della pressione quando si applica MT 9 ( ) ammT pLbhd..M ⋅⋅⋅+⋅⋅≈ 282040 h,b dimensioni unificate chiavetta L lunghezza chiavetta da A. De Paulis, E. Manfredi, C. di Macchine da cui si ricava la seguente espressione per il momento trasmissibile: ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero b t2 h Forma A (diritta) Forma B (arrotondata) LINGUETTE (UNI 6603 - Linguette e chiavette. Definizioni e prospetto dei tipi unificati.) (UNI 6604 - (dimensioni e applicazioni) - 6605 (esecuzioni) - 7510 (l. ribassate) h d t1 l b l b D t2 b Linguette a disco UNI 6606 -69 10ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero d t1 Politecnico di Torino Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale Elementi di Costruzione e Disegno di Macchine Prof. Teresa Berruti (I corso ) e Prof. Eugenio Brusa (II corso) 6 ECDM - Altri collegamenti mozzo-albero Autori: T.Berruti, E.Brusa Ottobre 2012 • Le linguette trasmettono il momento grazie all’azione sui fianchi • impediscono la rotazione relativa tra albero e mozzo, ma rendono possibile lo spostamento assiale del mozzo rispetto all’albero • esistono ling ette con fori per il fissaggio (tramite iti) all’albero tili ate se LINGUETTE – caratteristiche principali u v u zz il mozzo si deve spostare assialmente per evitare l’uscita della linguetta dalla sede. • le linguette sono unificate per i diversi diametri dell’albero sono stabilite le dimensioni trasversali bxh • le cave per linguette indeboliscono l’albero e producono un effetto di intaglio Kf =1.6÷2 a flessione e Kf = 1.3÷1.6 a torsione l li tt di tt ll ti li 11ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero • e ngue e a sco perme ono co egamen scorrevo • le linguette a disco vengono utilizzate per trasmettere piccole potenze con alberi abbondantemente sovradimensionati perché la cava profonda indebolisce molto l’albero con un grande effetto di intaglio. Calcolo della lunghezza della linguetta b t1 t2p d MF T⋅= 2 La forza trasmessa dalla linguetta è pari a : L i i fi hi è i F Il calcolo della lunghezza viene svolto limitando la pressione ammissibile sui fianchi: d a press one su anc par a : Lt Fp ⋅ = 2 amm t p Ltd M Lt Fp ≤ ⋅⋅ ⋅ = ⋅ = 22 2 12ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero acciaio)-(acciaio MPa11575 ghisa)-(acciaio MPa65452 amm amm amm2 ÷= ÷= ⋅⋅ ⋅ ≥ p p ptd ML T Politecnico di Torino Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale Elementi di Costruzione e Disegno di Macchine Prof. Teresa Berruti (I corso ) e Prof. Eugenio Brusa (II corso) 7 ECDM - Altri collegamenti mozzo-albero Autori: T.Berruti, E.Brusa Ottobre 2012 Centraggio interno (+ preciso) UNI 220: appoggio stretto MT<MT albero UNI 221: appoggio medio PROFILI SCANALATI – classificazione D d b MT=MT albero scorrevole non sotto carico Centraggio sui fianchi (+ economico) UNI 222: appoggio medio MT=MT albero 13ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero scorrevole non sotto carico UNI 223: appoggio ampio MT=MT albero scorrevole sotto carico Kf = 2.5÷3.5 Effetto d’intaglio Superfici cementate e temprate PROFILI SCANALATI – tipo di centraggio Albero scanalato con fianchi rettilinei Centraggio interno La superficie di contatto S di un singolo risalto è pari a: Centraggio sui fianchi da A. De Paulis, E. Manfredi, C. di Macchine 14ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero ( ) 2 con2 dDhchLS −=⋅−⋅= c dimensione dello smusso presente sia sul profilo dell’albero che del mozzo Politecnico di Torino Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale Elementi di Costruzione e Disegno di Macchine Prof. Teresa Berruti (I corso ) e Prof. Eugenio Brusa (II corso) 10 ECDM - Altri collegamenti mozzo-albero Autori: T.Berruti, E.Brusa Ottobre 2012 Oltre agli scanalati a denti diritti esistono: - Innesti dentati CUNA (NC 008-01) con profilo ad evolvente. Per il calcolo si considera: d ti MPa11575 750 2 amm ÷=⋅= p dh Ml T ennumero. amm =⋅⋅⋅⋅ zpz - Innesti con profilo trapezio Per il calcolo si considera: MPa115752 amm ÷=⋅= pMl T h = altezza radiale della zona di contatto 19ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero denti numero 5.0 amm =⋅⋅⋅⋅ zpzdh Kf = 1.5÷2 Effetto d’intaglio per questi profili h = altezza radiale della zona di contatto Il momento viene trasmesso per taglio; si considera il taglio medio τ = T/A DTMT ⋅=T d SPINE 4 4 2 max, 2 DdM dD M A T ammT T π τ= π ⋅==τ T L i h 20ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero D e sp ne possono anc e essere utilizzate come elementi di protezione (si tranciano quando si supera un dato momento) Politecnico di Torino Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale Elementi di Costruzione e Disegno di Macchine Prof. Teresa Berruti (I corso ) e Prof. Eugenio Brusa (II corso) 11 ECDM - Altri collegamenti mozzo-albero Autori: T.Berruti, E.Brusa Ottobre 2012 CALETTATORI COMMERCIALI Sistema dischi a stella (Ringspann) Sotto l’azione di una forza diretta secondo l’asse il diametro interno del disco a stella diminuisce mentre aumenta quello esterno: si esercita tra albero e 21ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero mozzo una forza radiale che rende solidali i due elementi. Le forze aumentano se si aumenta il numero di dischi (al max 16). Accoppiamento con anelli compensatori (Star) Gli anelli compensatori sono elementi di accoppiamento ad attrito, ondulati per stampaggio in nastro di acciaio temprato per molle. 22ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero Politecnico di Torino Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale Elementi di Costruzione e Disegno di Macchine Prof. Teresa Berruti (I corso ) e Prof. Eugenio Brusa (II corso) 12 ECDM - Altri collegamenti mozzo-albero Autori: T.Berruti, E.Brusa Ottobre 2012 Accoppiamento con anelli conici Il montaggio avviene imponendo un precarico che si assegna da A. De Paulis, E. Manfredi, C. di Macchine 23ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero stringendo al vite con una chiave dinamometrica che deve assicurare la compressione necessaria per trasmettere momento. La pressione esercitata da un singolo anello contro il mozzo ha una forza risultante, per gli anelli successivi questa forza diminuisce. Sistema con bussola conica (Taper-lock - Fenner) 24ECDM – Altri collegamenti mozzo-albero