Progettazione di giunti scanalati: compensazione dei disallineamenti

Quando si progettano giunti scanalati, occorre tener conto anche dei possibili disallineamenti fra gli alberi. La capacità di compensazione del disallineamento di un giunto scanalato può essere incrementata mediante l’introduzione di una bombatura longitudinale di fianco. L’influenza dei disallineamenti sulla resistenza dell’accoppiamento può essere valutata con un calcolo FEM. Nel presente articolo è proposto un modello geometrico di giunto scanalato con bombatura longitudinale del fianco per la compensazione del disallineamento.

Contesto normativo

I giunti scanalati sono comunemente utilizzati per trasmettere coppia e velocità da un albero al suo mozzo e viceversa, impedendo i movimenti in direzione periferica. Un giunto scanalato ha una capacità di carico superiore a quella di un collegamento con linguetta, perchè è come se vi fossero più linguette in presa. Inoltre, consente un certo disallineamento parallelo e angolare tra gli alberi collegati e il relativo scorrimento tra albero e mozzo. I denti possono essere a fianco diritto o bombato.

I giunti scanalati a evolvente possono essere visti come un ingranaggio con un profilo speciale in linea con le normative internazionali e nazionali. La Society of Automotive Engineers (SAE) ha pubblicato lo standard ANSI B92.1. L’ultima edizione è [1], approvata dall’American National Standards Institute, come risultato di uno sforzo congiunto del “SAE Involute Splines, Serrations and Inspection Committee” e dell’”ANSI Standards Committee B92“, che riporta le linee guida per la progettazione e l’ispezione di giunti scanalati con profilo ad evolvente. L’American Gear Manufacturers Association (AGMA) ha recentemente pubblicato il foglio informativo AGMA 945-A18 [2], che tratta i giunti scanalati a fianchi paralleli e a evolvente. In tale documento sono riportate informazioni sulla geometria, le tipologie di accoppiamento, i materiali, la produzione, la classificazione, la valutazione, l’ispezione, la lubrificazione e il guasto dei giunti scanalati. Alcuni dettagli sulle linee guida di progettazione degli accoppiamenti scanalati sono presentati in ANSI/AGMA 6123-C16 [3].

L’Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO) ha pubblicato nel 2005 l’ultima edizione della norma internazionale ISO 4156 [4], fornendo i dati e le indicazioni necessarie per la progettazione (ISO 4156-1), la fabbricazione (ISO 4156-2) e l’ispezione (ISO 4156-3) degli accoppiamenti scanalati a fianchi diritti con profilo a evolvente. I giunti scanalati ad evolvente secondo la normativa ISO 4156 si basano su serie di moduli con angolo di pressione nominale di 30°, 37,5° e 45°.

Il Deutsches Institut für Normung (DIN) ha pubblicato nel 2006 l’ultima edizione della norma DIN 5480 [5], che tratta i giunti scanalati con profilo ad evolvente. In tale normativa i diametri di riferimento sono indipendenti dal modulo, ciò consente di adattare i giunti scanalati ai diametri standardizzati dei cuscinetti a sfere e a rulli. La serie di norme DIN 5480 è limitata agli scanalati con un angolo di pressione di 30° e comprende le linee guida per la progettazione (DIN 5480-1), le dimensioni nominali e le tolleranze (DIN 5480-2), il controllo qualità (DIN 5480-15) e gli utensili (DIN 5480-16).

L’Association Française de Normalisation (AFNOR) ha pubblicato nel 1955 la norma NF E22-141 [6], per specificare e spiegare i principi per la progettazione, la verifica e la produzione di scanalati a evolvente, con le stesse tecniche e le stesse macchine utensili usate per la produzione di dentature per ingranaggi. Nella norma AFNOR E22-148 [7] vengono presentate le tolleranze relative agli scanalati e ai metodi di controllo.

L’associazione italiana CUNA (Commissione Tecnica di Unificazione nell’Autoveicolo), federazione dell’UNI (Ente Nazionale Italiano di Unificazione), ha emanato nel 1955 la norma CUNA B129, che riporta le tabelle di progetto per le scanalature diritte con i lati ad evolvente. Queste tabelle sono riportate nel manuale di progettazione meccanica [8].

 

 

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