Determinazione della tensione a fondo dente con metodi semianalitici = Determination of the tooth root stress with semianalytical methods

Le ruote dentate sono organi meccanici utilizzati per la trasmissione del moto rotatorio tra alberi mediante le azioni scambiate tra i denti. Trovano applicazione in svariati settori e tra i motivi che ne hanno determinato la diffusione vi sono la costanza del rapporto di trasmissione e la facilità costruttiva e di montaggio. Il deterioramento e l’eventuale rottura di tali componenti sono fenomeni da non sottovalutare durante la fase di progettazione ed occorre quanto più possibile limitarli. Il presente lavoro di tesi si propone di determinare la tensione a fondo dente con differenti metodi di calcolo, di cui uno analitico, uno semianalitico e uno agli elementi finiti confrontando i risultati ottenuti nei tre diversi casi. I modelli sviluppati riguardano lo studio di ruote cilindriche a denti dritti e ruote cilindriche a denti elicoidali. Nel modello analitico, per il caso di ingranaggi a denti dritti, si considera una distribuzione del carico uniforme lungo la linea di contatto e non uniforme per il caso di ingranaggi a denti elicoidali. La fase iniziale del lavoro verte sullo studio del classico approccio secondo la normativa di riferimento ISO 6336-3 per il calcolo della tensione alla radice del dente e relativa analisi dei fattori interessati nel calcolo del valore nominale di tensione. Il modello analitico implementato consente di determinare la distribuzione del carico sui denti in contatto e la tensione a fondo dente riprendendo la formula della normativa ISO 6336-3, mentre Il modello semianalitico utilizza un approccio basato sulla teoria della trave. Entrambi i metodi permettono di studiare lo stato di tensione alla radice dei denti in contatto alla specifica posizione angolare relativa all’intervallo di rotazione in esame. I primi due modelli sono definiti mediante codici di calcolo in ambiente MatLab, mentre per il modello agli elementi finiti si utilizza Solidworks. La parte conclusiva del lavoro verte sul confronto e sull’analisi dei risultati di sollecitazione ottenuti nei tre diversi modelli.