29/11/2012

1

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

29/11/2012

2

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

Tipo A:-Più economiche-Minor intaglio-Lunghezza cava maggiore

Diritte (forma A) Arrotondate (forma B)

Nel caso di mozzi sottili o alberi cavi si usano linguette ribassate.Comunque d/D deve essere < 0.6

Fresa a candela

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3

Ipotizzando distribuzione uniforme della pressione di contatto p con risultante F e facendo l’equilibrio del sistema Albero-Linguetta

Mt

h 

b

d

F

Fdhd

FMt 2

1

42

hlpF med2

1

p, F

d

MF t2

ammt

med phld

Mp 4

Valori tipici di pamm:- 50 MPa per mozzi in ghisa- 100-250 MPa per mozzi in acciaio

Dimensionamento a pressione superficiale

Linguette

Facendo riferimento alla tensione tangenziale media

Mt

h 

b

d

Fp, F

d

MF t2

bl

Fmed

ammt

med bld

M 2

h

bp

med

med 2hld

bldp

med

med 4

2

Considerando 2amm

ammp

Linguette a sezione quadrata hanno uguale resistenza a taglio e pressione superficiale

Dimensionamento a taglio

Linguette

bldM medt 2

1

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4

Le linguette possono essere più o meno resistenti dell’albero; uguagliando le coppie

162

1 3dbldM albmedt

Ipotizzando materiali simili per albero e linguetta e considerando4

db

ddl 5.12

162

1 3

max

dbldM ammamm

1642

1 32 ddl

dl 5.1

dl 5.1

Linguetta più debole dell’albero (preferibile)

Albero più debole della linguetta

Nel caso di grandi coppie Mt si può ricorrere a doppia linguetta, considerando il carico equi-ripartito:

Verifica resistenza dell’albero

Linguette

dl 5.1

Estratto UNI 6604

Esempio di designazione

Linguetta di forma B avente sezione b x h = 16 x 10 e lunga 100 mm: B16x10x100

Diritte (forma A) Arrotondate (forma B)

Linguette

29/11/2012

5

Linguette

Estratto UNI 6604D

irit

te (

form

a A

)A

rro

ton

dat

e (f

orm

a B

)

Estratto UNI 6604

Dir

itte

(fo

rma

A)

Arr

oto

nd

ate

(fo

rma

B)

Linguette

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6

Linguette particolari

“multipla” di pezzo

Woodruff o a discocon fori

Leggero gioco tangenzialeForzamento radiale (cava albero parallela all’asse, cava mozzo inclinata 1/50 ÷ 1/100)

Coppia trasmessa per attrito, fianchi non a contatto

Arrotondata

Con nasello o nasetto

ChiavetteDritta

120,0°

29/11/2012

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fPhPe 22

fhe

lbpP 0

p0

Forzamento statico:

Equilibrio chiavetta:

Chiavette

P

P

Mt

fP

fPAzioni agenti sulla chiavetta:

2e

d

222

dfPPe

hdfPMt

bldfpM ot

2e

p0

Equilibrio albero:

ChiavetteAzioni agenti sull’albero:

h

fP

Mt

P

fP

PM=Pe

d

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Chiavette

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)

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:

ammt

o pfbld

Mp

ammt

med phld

Mp 4

Vantaggi chiavette:-Facilità di montaggio-smontaggio

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 coppia2. sono inserite in una cava ricavata in modo che un lato della chiavetta sia radiale3. il forzamento si ha sui fianchi delle cave, anziché sulle superfici superiori e

inferiori

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Spine

Spina conica

Spine ad espansione

Spine elastiche

Chiavette trasversali

Lavorano a taglio, sono usate per collegamenti leggeri ed economici

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°)

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Profili scanalati

CentraggioSul 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)

d [mm] z D [mm] B [mm] z D [mm] B [mm]

11 6 14 3 6 x 11 x 14

13 6 16 3.5 6 x 13 x 16

16 6 20 4 6 x 16 x 20

18 6 22 5 6 x 18 x 22

21 6 25 5 6 x 21 x 25

23 6 26 6 6 x 23 x 26 6 28 6 6 x 23 x 28

26 6 30 6 6 x 26 x 30 6 32 6 6 x 26 x 32

28 6 32 7 6 x 28 x 32 6 34 7 6 x 28 x 34

32 8 36 6 8 x 32 x 36 8 38 6 8 x 32 x 38

36 8 40 7 8 x 36 x 40 8 42 7 8 x 36 x 42

42 8 46 8 8 x 42 x 46 8 48 8 8 x 42 x 48

46 8 50 9 8 x 46 x 50 8 54 9 8 x 46 x 54

52 8 58 10 8 x 52 x 58 8 60 10 8 x 52 x 60

56 8 62 10 8 x 56 x 62 8 65 10 8 x 56 x 65

62 8 68 12 8 x 62 x 68 8 72 12 8 x 62 x 72

72 10 78 12 10 x 72 x 78 10 82 12 10 x 72 x 82

82 10 88 12 10 x 82 x 88 10 92 12 10 x 82 x 92

92 10 98 14 10 x 92 x 98 10 102 14 10 x 92 x 102

102 10 108 16 10 x 102 x 108 10 112 16 10 x 102 x 112

112 10 120 18 10 x 112 x 120 10 125 18 10 x 112 x 125

Designazione Designazione

Serie leggera Serie normale

B

D

d

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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%):

25.04

zBldD

Mt

Raggio medio

Forza tagliante

n° denti

Fattore riduttivo

ammt

zBldD

M

16

Fianchi paralleli:

Fianchi evolvente:

ammp

t

lD

M

2

16

25.022

zp

lD

M pt

z

Dpm p

modulo

z

Dp p

lpzD

M

p

t16

passoDiametro primitivo

ammp

t plD

Mp

20

2

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)

Fianchi paralleli: ammt pdDzl

Mp

220

8 40

dDlhzpMt

2

dDh

Fianchi ad evolvente:20

pt

DlhzpM

z

Dmh p

(Negli ingranaggi l’altezza del dente vale 2.25m)

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Fine