Sviluppo di una attrezzatura per prove di fatica STBF ottimizzata su ingranaggi elicoidali = Development of an optimized STBF fatigue testing rig for helical gears

L’obiettivo del presente lavoro di tesi è stato lo sviluppo di un’attrezzatura specifica da impiegare nelle prove di tipo STBF (Single Tooth Bending Fatigue) per l’esecuzione di test di fatica su ruote dentate elicoidali. Il lavoro è stato condotto seguendo un approccio analitico e progettuale ispirato al metodo proposto da Wildhaber per le ruote a denti diritti, opportunamente adattato agli ingranaggi elicoidali. A tal fine, sono stati modellati punzoni metallici destinati a essere installati su un pulsatore, una macchina in grado di applicare un carico ciclico di flessione al piede del dente dell’ingranaggio, con lo scopo di determinarne la resistenza e la durata a fatica. Una fase cruciale dello studio ha riguardato l’analisi delle curve di contatto generate tra i fianchi dei denti, condotta mediante un codice Matlab dedicato. Tale analisi ha permesso di individuare la posizione e l’estensione delle zone di contatto più gravose, garantendo una progettazione dei punzoni conforme alle reali condizioni di carico dell’ingranaggio. Parallelamente, è stata svolta un’analisi numerica mediante software Ansys, finalizzata a verificare la corretta distribuzione delle tensioni sui punzoni e sulla ruota, a validare le scelte progettuali e a supportare la selezione dei materiali più idonei per l’attrezzatura. Completata la fase di progettazione e validazione numerica, il lavoro ha posto le basi per la successiva realizzazione fisica dell’attrezzatura presso officine specializzate. Tale attrezzatura sarà impiegata per l’esecuzione sperimentale delle prove di fatica al pulsatore, con l’obiettivo di confrontare i risultati ottenuti con le previsioni teoriche e verificare l’efficacia del metodo proposto.