UNA PANORAMICA DELLE DIVERSE METODOLOGIE DI LAVORAZIONE DEGLI INGRANAGGI CONICI, CON PARTICOLARE RIGUARDO A QUELLI CON DENTI DRITTI
di Gianfranco Bianco - Articolo contenuto nel numero di Settembre 2023 della rivista ORGANI DI TRASMISSIONE
Nel mondo degli ingranaggi per trasmissioni, il settore degli ingranaggi conici occupa un posto particolare.
Mentre la generazione degli ingranaggi cilindrici è più facilmente comprensibile, essendo la cinematica utensile-ingranaggio intuibile e rappresentabile con semplici formule matematiche, la formazione degli ingranaggi conici è più complessa e non facile per chi non è esperto del settore. Si vuole qui presentare una panoramica delle diverse metodologie di taglio e della terminologia impiegata nella trattazione della lavorazione degli ingranaggi conici, con particolare riguardo a quelli con denti dritti.
Intanto bisogna dire che una coppia di ruote coniche è formata da un pignone (la ruota con il minor numero di denti) e una corona (l’altra ruota con il maggior numero di denti) e serve per trasmettere il moto da un albero ad un altro che abbia direzione diversa. Quasi sempre l’angolo tra i due alberi è di 90°, ma può essere anche un angolo diverso.
L’uso tipico degli ingranaggi conici è un riduttore di velocità, con l’uscita a 90° rispetto l’asse di entrata (figura 1).
Gli ingranaggi conici possono essere di diversi tipi. In primo luogo, si dividono in ingranaggi a denti dritti e in ingranaggi a denti spirali (o con generatrice curva), (figura 2).
Gli ingranaggi conici con denti a spirale danno luogo a un’azione di ingranamento dei denti più graduale, con carico distribuito permanentemente su due o più denti e sono, nel complesso, meno rumorosi.
Possono trasmettere una coppia maggiore a parità di dimensioni. Una variante degli ingranaggi conici spirali sono gli ingranaggi ipoidi.
Mentre gli ingranaggi rappresentati in figura 2 hanno gli assi che si intersecano e quindi appartengono a uno stesso piano, gli ingranaggi ipoidi hanno gli assi che non si intersecano (figura 3).
La trasmissione del moto avviene in questo caso con più gradualità (maggiore ricoprimento) e poiché il pignone risulta di diametro maggiore a pari rapporto di trasmissione rispetto ad un ingranaggio conico spirale, si possono quindi trasmettere potenze maggiori.
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Per dare un’idea della complessità di una coppia di ingranaggi conici, è sufficiente considerare la quantità di parametri che definiscono le dentature.
Nella figura 4, sono indicate schematicamente le caratteristiche di una coppia di ingranaggi conici a denti dritti con assi a 90° e nella tabella 1 il significato dei simboli. Il modulo nominale dell’ingranaggio è quello che moltiplicato per il numero di denti dà il diametro primitivo dal lato esterno, questo secondo la geometria Gleason con denti a doppia conicità.
La Oerlikon considera invece il diametro primitivo a metà della fascia dentata per la sua geometria con un dente ad altezza costante.
Utensili per la dentatura di ingranaggi conici a denti dritti
Lame Coniflex
Le applicazioni sono azionamenti per assali e differenziali per apparecchiature speciali, applicazioni per macchine utensili, unità di propulsione marina e sistemi di attuazione per aeromobili.
I classici utensili impiegati su macchine Gleason mod. 102, 104, 114, sono le lame Coniflex.
Le lame Coniflex lavorano in coppia, una lama finisce un fianco del dente e l’altra finisce il fianco opposto (figura 6).
Le lame Coniflex integrali possono avere diametro di 9 pollici, con 16 oppure 24 taglienti, la tipologia più comune, oppure di 4,25 pollici, impiegate per la produzione degli ingranaggi più piccoli; sono sempre formate da 2 dischi dentati accoppiati, uno dei quali lavora un fianco del dente e l’altro lavora l’altro fianco.
mTC costruisce Lame Coniflex seguendo il processo in ogni fase:
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