Trasmissione per catene a rulli

Categoria: Tesi di laurea. Scritto da Valerio Rossi Sabato, 18 Dicembre 2010

Una catena di trasmissione può essere descritta come una cremagliera flessibile, avente allo stesso tempo le caratteristiche di flessibilità delle cinghie e di rigidezza degli ingranaggi. La seguente tesi di laurea triennale si propone come obiettivo l'approfondimento di questioni inerenti alle catene di trasmissione e la ricerca di un filo comune tra le diverse teorie che nel corso degli anni sono state espresse a riguardo.

Nel lavoro svolto è stata proposta un'analisi articolata sui rami cinematico, statico e dinamico. Nella prima analisi si è introdotto e sviluppato il problema dell'effetto poligonale, con cause e conseguenze che ne derivano, tra queste la variazione del rapporto di trasmissione e la variazione dell'accelerazione angolare trasmessa. La catena è formata da tre elementi cilindrici: perni, boccole e rulli. Questi tra loro sono collegati tramite due coppie di piastre fissate lateralmente, le prime uniscono i perni e sono quindi più esterne, mentre le seconde vincolano i rulli. Per permettere la rotazione relativa tra perni e rulli, assolvendo quindi alla funzione di cuscinetto a strisciamento, sono frapposte le boccole. Un metodo comunemente approvato per analizzare il comportamento di una catena è quello di paragonare il sistema ruota motrice, ruota condotta e ramo teso ad un quadrilatero articolato dove il ruolo di membro telaio è svolto dalla congiungente dei centri di rotazione.

L'effetto poligonale può essere definito come una fluttuazione periodica della velocità lineare unita ad un ripetuto spostamento trasversale dei due estremi della catena, entrambi causati dall'avvolgimento poligonale che la catena effettua sulla ruota.

Nel passo successivo si è entrati nelle valutazioni statiche di alcuni modelli, dapprima rigidi e poi anche elastici e soggetti ad usura. In queste situazioni è stata fornita una distribuzione delle tensioni lungo l'arco d'abbraccio sulla ruota per valutare quanti e quali denti partecipassero alla trasmissione della potenza. Su queste basi si è valutata l'influenza della forza centrifuga nonché quella dell'angolo di pressione e della forza peso del gruppo rullo-maglia. Infine si è entrati nel campo della dinamica dove i problemi sono molteplici e causate in larga misura dall'effetto poligonale di cui si è largamente parlato. Risultati evidenti dei problemi cinematici sono le vibrazioni del ramo nel momento in cui esso deve perdere un rullo a favore dell'ingranamento nel pignone o acquistarne uno a discapito della corona. Il problema riveste un'importanza fondamentale non solo per il rumore e i fenomeni di fatica che ne derivano, ma soprattutto perché le oscillazioni causano una variazione di traiettoria del ramo stesso.

In effetti alle alte velocità esso tende ad assumere, ad esclusione degli estremi, un andamento per lo più rettilineo mentre alle basse vengono a generarsi una serie di gobbe certamente sfavorevoli per trasmettere la massima tensione. Sono stati quindi sviluppati dei grafici in cui si è trovato il campo di risonanza al quale il progettista deve fare attenzione e dal quale deve possibilmente allontanarsi.

Qui per vedere la tesi di laurea di Daniele Testa.