Alberi di trasmissione: una guida completa

L'albero di trasmissione è un organo meccanico rotante, generalmente a sezione circolare, che trasmette potenza o movimento da un componente a un altro. In altre parole, trasmette la potenza dalla parte che la genera a quella che la assorbe. L'albero di trasmissione è uno dei componenti cruciali di tutte le macchine rotanti.

In questo articolo tratteremo in modo approfondito l'albero di trasmissione, il suo funzionamento, le sue tipologie, la sua funzione, la lunghezza e i materiali. Così potrà avere un'idea chiara delle sue funzionalità e proprietà da utilizzare nel suo processo produttivo.

Gli alberi di trasmissione sono lavorati per asportazione di truciolo da barra o da forgiatura; vedere alberi lavorati su misura.

Che cos'è l'albero di trasmissione?

Esistono molti modi per generare potenza, ma talvolta è difficile produrla dove serve con la giusta intensità e direzione. Per questo motivo negli autoveicoli si utilizzano l'albero di trasmissione e il cambio. Il cambio manuale è dotato di un albero di trasmissione. Per trasportare l'energia dal motore alle ruote e azionare l'autoveicolo si utilizza il cambio. Durante questo trasferimento di energia, l'albero di trasmissione e gli ingranaggi riducono la potenza a una velocità utilizzabile. La progettazione e le specifiche dell'albero di trasmissione rivestono un'importanza significativa nella configurazione della trasmissione del veicolo.

A cosa serve l'albero di trasmissione?

L'albero di trasmissione è uno di quegli elementi dei componenti meccanici di base che fornisce l'asse di rotazione e oscillazione e controlla la geometria del movimento. È utilizzato nelle apparecchiature meccaniche in svariati modi. L'albero di trasmissione è supportato da cuscinetti e fa ruotare elementi meccanici come ingranaggi, volani, manovelle e pulegge per trasferire la coppia richiesta dal motore. Un albero deve avere una resistenza sufficiente a sopportare questi carichi dinamici e statici.

Gli alberi trovano molti impieghi nei settori dei trasporti, aerospaziale, automobilistico, dei beni di consumo, minerario e della produzione industriale. Gli alberi di trasmissione convogliano la forza generata in un'ampia gamma di apparecchiature, dalle automobili agli aerei e ad altri dispositivi.

Come funziona un albero di trasmissione?

L'albero di trasmissione si trova nel cambio manuale. Lo scopo dell'albero di trasmissione è condurre l'elevata potenza erogata dal motore dell'autoveicolo alle ruote. L'albero di trasmissione riduce inoltre la velocità per renderla compatibile. Il cambio esegue questo processo mediante il posizionamento complesso di ingranaggi e alberi.

L'albero a gomiti del motore ruota e genera potenza che deve passare attraverso la trasmissione per raggiungere la ruota. La prima parte a ricevere questa energia è l'albero di entrata, che può essere innestato e disinnestato tramite la frizione. Nella trazione posteriore, l'albero di entrata è disposto parallelamente all'albero di uscita e forma un unico componente talvolta chiamato albero di trasmissione principale.

Tipologie di alberi di trasmissione

Albero principale

L'albero principale, talvolta chiamato albero di uscita, si estende dalla parte posteriore della trasmissione. L'albero principale e l'albero di entrata sono allineati lungo una linea che va dalla parte anteriore a quella posteriore della trasmissione. Sembrano un unico albero, ma sono due alberi distinti. La parte anteriore dell'albero principale è supportata da un piccolo cuscinetto posto nella parte posteriore dell'albero di entrata. L'albero principale ruota a velocità diverse e fornisce la coppia necessaria al veicolo. È un albero scanalato, così l'ingranaggio o il sincronizzatore possono essere spostati per l'innesto e il disinnesto.

Un albero secondario

Questo albero è disposto parallelamente all'albero principale ed è azionato dall'albero di entrata tramite un pignone. In una configurazione fondamentale di cambio manuale, gli ingranaggi della trasmissione sono collegati in modo permanente all'albero secondario e ruotano con esso. Nelle autovetture a trazione anteriore l'albero di entrata e l'albero secondario coincidono. È dotato di un meccanismo a frizione che lo collega al motore e trasferisce la potenza all'albero di uscita tramite gli ingranaggi.

Un albero folle

Un albero folle, noto anche come albero folle della retromarcia, è un piccolo albero semplice che inverte l'ingranaggio folle. È chiamato folle perché non svolge alcun ruolo nella riduzione della velocità e nell'aumento della coppia. Il suo scopo principale è invertire il senso di rotazione dell'ingranaggio, ovvero cambiare la direzione della rotazione.

Di che materiale è fatto l'albero di trasmissione?

Un albero e un ingranaggio sono dentati per collegarsi ai denti di un altro albero e trasmettere così in modo continuo la potenza rotazionale. I progettisti possono abbinare e combinare alberi e ingranaggi di diverse dimensioni e diametri per modificare la forza e la velocità di questi componenti. Gli alberi sono realizzati in acciaio dolce. Per gli alberi ad alta resistenza si utilizza acciaio legato, come acciaio al nichel, al nichel-cromo o al cromo-vanadio. Gli alberi sono solitamente formati mediante laminazione a caldo e finiti mediante trafilatura a freddo, tornitura e rettifica.

Quali sono i materiali dell'albero di trasmissione?

Il materiale utilizzato per gli alberi deve possedere le proprietà indicate di seguito

• Il materiale deve essere ad alta resistenza
• Deve possedere buone proprietà di lavorabilità (facilmente lavorabile)
• Deve possedere un basso fattore di sensibilità (si utilizza un materiale duttile, il che significa che la concentrazione degli sforzi è bassa)
• Per la realizzazione degli alberi si devono utilizzare acciai al carbonio di grado 40 C 8, 45 C 8, 50 C 4 e 50 C 12

L'American Society of Mechanical Engineering (ASME) consente le seguenti sollecitazioni massime di esercizio per la progettazione degli alberi di trasmissione

• 112 MPa per alberi senza tolleranza per le cave per chiavetta
• 84 MPa per alberi con tolleranza per le cave per chiavetta

I materiali più comunemente utilizzati per realizzare alberi di trasmissione di potenza sono barre di acciaio laminato a caldo, acciaio a basso tenore di carbonio o una lega (AISI/SAE 4140, 4340 e 8620).

Qual è la lunghezza degli alberi di trasmissione?

Gli alberi di trasmissione sono disponibili in diverse dimensioni sul mercato, ma le dimensioni standard sono indicate di seguito.

Le dimensioni o lunghezze standard degli alberi di trasmissione (in base agli scalini) sono:

• Per scalini da 5 mm, 25 – 60 mm.
• Per scalini da 10 mm, 60 – 110 mm.
• Per scalini da 15 mm, 110 – 140 mm.
• Per scalini da 20 mm, 140 – 500 mm.

Le lunghezze ideali prescritte per gli alberi di trasmissione sono 5 m, 6 m e 7 m.

Il diametro dell'albero è il fattore principale per determinare l'interasse di un riduttore e quindi le sue dimensioni. Durante il processo di progettazione, la resistenza e la resistenza alla deformazione sono i punti chiave da tenere in considerazione.

DEK offre alberi di trasmissione personalizzati?

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Conclusione

In questo articolo abbiamo trattato in modo approfondito l'albero di trasmissione e i suoi tipi, il funzionamento, il materiale con cui è realizzato, il suo meccanismo e il suo utilizzo, per darvi un'idea del processo di trasmissione. Ora avete quindi conoscenze sufficienti per effettuare una scelta adeguata dell'albero per il vostro progetto di trasmissione.

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