Sugli ingranaggi di piccole dimensioni una correzione del profilo può essere di pochi micron, e, a volte, tanto piccola da avvicinarsi agli errori che la lavorazione lascia comunque sul dente. In quel caso, prima di progettarla, conviene chiedersi se poi sarà davvero possibile ottenerla.
Nell’articolo di qualche settimana fa abbiamo visto perché un profilo teoricamente perfetto si modifica di proposito. Oggi vediamo come lo si fa e cosa cambia quando le dimensioni dell’ingranaggio diventano molto piccole.
Partiamo dalle due modifiche più note: lo scarico in testa e la bombatura longitudinale.
Scarico in testa e bombatura lavorano in direzioni diverse, ma vanno entrambi dimensionati sull’applicazione.
Lo scarico in testa, o tip relief, toglie una quantità controllata di materiale nella parte terminale del profilo attivo, raccordandosi al profilo nominale. Serve a compensare le deformazioni sotto carico e a rendere più graduale il passaggio del carico tra le coppie di denti che entrano in presa e quelle che ne escono.
Lo definiscono tre parametri: quanto materiale si toglie, da quale punto del profilo parte la correzione e con quale geometria. Uno scarico troppo contenuto potrebbe non dare benefici apprezzabili, mentre uno eccessivo potrebbe ridurre inutilmente la parte di fianco disponibile al contatto e peggiorare il comportamento con carichi diversi da quelli di progetto. Per questo va dimensionato sulla base della coppia di ingranaggi, del carico e delle condizioni di funzionamento, non applicato come regola generale.
Poi c’è la bombatura longitudinale, o lead crowning, che non lavora lungo il profilo evolvente ma lungo la larghezza del dente: il fianco viene leggermente bombato, così che la zona centrale sporga un po’ più delle estremità. Può rendere il contatto meno sensibile ai disallineamenti angolari e alle deformazioni di alberi e supporti, limitando il rischio che il carico si concentri sui bordi. Anche qui, però, una bombatura eccessiva può concentrare il carico in una zona troppo ristretta e aumentare le pressioni locali.
Oltre a queste due, a seconda dell’applicazione si possono valutare altre correzioni, come lo scarico al piede del dente, la bombatura lungo il profilo o la correzione dell’elica. Quale scegliere dipende dal problema da risolvere, per esempio la deformazione dei denti sotto carico, un disallineamento o una concentrazione del carico.
Come abbiamo detto, però,
su un ingranaggio di piccole dimensioni una correzione può essere piccola quanto gli errori di lavorazione, e progettare la microgeometria diventa più delicato.
Quanto conta una correzione di pochi micron non dipende soltanto da quei micron. Dipende anche da quanto è estesa lungo il profilo, dalla geometria del dente e dal modulo, da quanto è rigida la trasmissione e dal carico che deve sopportare. Pochi micron, quindi, non vanno trascurati perché sono pochi, e nemmeno dati per buoni solo perché sono indicati a disegno.
Se la correzione è grande quanto le deviazioni reali del fianco, la variabilità del processo o l’incertezza della misura, cioè il margine entro cui si colloca il valore misurato, non è detto che dia il risultato voluto. Bisogna capire se è possibile realizzarla uguale su tutti i pezzi e se è possibile verificare che funzioni davvero.
Ma attenzione:
una microgeometria progettata a disegno non è ancora una microgeometria realizzata.
La possibilità di realizzare uno scarico in testa o una bombatura dipende da come si lavora il pezzo: dalla tecnologia, dalla cinematica della macchina, dall’utensile, dai parametri di lavorazione e dalla stabilità del processo. Dentatura per generazione, stozzatura e rettifica, per esempio, non permettono le stesse correzioni con la stessa libertà. E una correzione riuscita su un pezzo non è detto che si ripeta uguale su tutto il lotto.
Per questo chi conosce il processo produttivo dovrebbe partecipare fin dall’inizio alla scelta della correzione. Una soluzione ottimale sulla carta, ma difficile da realizzare o da ripetere, può funzionare peggio di una correzione più semplice e adatta alla tecnologia disponibile.
