Quali sono i tipi di ingranaggi comunemente utilizzati?

Con lo sviluppo della produzione, l'operazione ingranaggi sempre più attenzione da parte delle persone, ci sono molti tipi di esso. Non riuscite ancora a trovare l'ingranaggio giusto e i problemi? Questo articolo serve a risolvere i problemi.

Cosa sono gli ingranaggi?

Ingranaggi sono meccanismi dentati di forma cilindrica, circolare o conica. I denti sono intagliati nel materiale a distanze uguali. I denti degli ingranaggi sono noti anche come pignoni e gli ingranaggi come ruote dentate o ruote dentate. Per la produzione di ingranaggi vengono utilizzati diversi metodi, come la tranciatura, la forgiatura, la metallurgia delle polveri, l'estrusione, la colata e l'estrazione. lavorazione. Di solito sono collegati alle macchine per mezzo di un albero. Una coppia di ingranaggi viene ingranata attraverso i denti per aumentare il movimento e la forza del meccanismo.

Tipi di ingranaggi più comuni

Esistono molti tipi di ingranaggi che si differenziano per forma, dimensioni (raggio), numero e disposizione dei denti. I tipi di ingranaggi più comunemente utilizzati sono,

• Ingranaggi cilindrici
• Ingranaggi elicoidali (e ingranaggi a vite)
• Ingranaggi a doppia elica (e a spina di pesce)
• Cremagliera e pignone
• Ingranaggi conici
• (ingranaggi conici diritti, Zerol, a spirale, ipoidi, a corona e conici Miter)
• Ingranaggi a vite senza fine
• Ingranaggi interni

Ingranaggi cilindrici

Gli ingranaggi cilindrici hanno denti diritti e un corpo cilindrico o circolare. Sono uno dei tipi più efficienti e molto semplici da costruire. I denti dritti rispetto all'asse dell'albero sono intagliati nel corpo dell'ingranaggio e quindi fanno parte del gruppo degli ingranaggi ad assi paralleli. Sono in grado di gestire carichi significativi con una velocità elevata e un tasso di precisione più alto rispetto ad altri tipi di ingranaggi.

Gli ingranaggi cilindrici non generano un carico assiale (di spinta) sull'albero e sono rumorosi durante le operazioni di accelerazione. In una coppia di ingranaggi, il più piccolo è chiamato pignone e il più grande è chiamato ingranaggio. Le macchine hanno ingranaggi cilindrici collegati in coppia con ingranaggi interni, cremagliere e anche ingranaggi cilindrici.

L'ingranaggio più comunemente utilizzato è l'ingranaggio cilindrico. Sono ampiamente utilizzati in settori come quello delle bevande, degli alimenti e dell'industria automobilistica. Sono importanti anche nelle piccole macchine (orologi, macchine per la casa come asciugatrici e lavatrici) e nelle grandi macchine (centrali elettriche, pompe, aziende agricole, treni, macchine per la movimentazione dei prodotti e riduttori planetari con ingranaggi interni).

Ingranaggi elicoidali

Gli ingranaggi elicoidali sono ingranaggi cilindrici e vengono utilizzati con alberi diritti. Si differenziano dagli ingranaggi cilindrici perché i denti sono attorcigliati e angolati. Gli ingranaggi elicoidali sono in grado di sopportare un carico maggiore rispetto agli ingranaggi cilindrici, poiché la disposizione curva dei denti fa sì che durante l'applicazione si colleghino due denti alla volta di ciascun ingranaggio. Inoltre, la rumorosità è minore durante le operazioni ad alta velocità e con carichi pesanti.

È obbligatorio utilizzare cuscinetti reggispinta con gli ingranaggi elicoidali perché generano un carico di spinta (in direzione assiale). I denti degli ingranaggi elicoidali sono di due tipi: denti ritorti a destra e denti ritorti a sinistra. Pertanto, per creare una coppia di ingranaggi elicoidali, è necessario utilizzare un ingranaggio elicoidale con denti avvolti a sinistra e l'altro con denti avvolti a destra.

Gli ingranaggi elicoidali sono utilizzati in industrie pesanti come le centrali elettriche, le bevande, le miniere, il cemento, gli alimenti e le foreste. Hanno un'eccellente tolleranza ai carichi più pesanti e sono quindi utilizzati nelle macchine per la movimentazione e il trasferimento di materiali pesanti, nei generatori e nelle pompe. Grazie alla loro natura più silenziosa rispetto agli ingranaggi cilindrici, vengono utilizzati anche nei sistemi di trasmissione delle automobili.

Ingranaggi a vite

Gli ingranaggi a vite sono un tipo di ingranaggi elicoidali singoli. A differenza degli ingranaggi elicoidali, sono utilizzati per configurazioni non intersecanti e non parallele. Gli ingranaggi a vite utilizzano una coppia di ingranaggi elicoidali con la stessa dentatura e non ingranaggi elicoidali con dentatura destra e sinistra. Non sono in grado di eseguire operazioni ad alta energia e ad alta velocità a causa della loro minore gestione del carico e della loro minore efficienza. Hanno bisogno di lubrificazione durante il funzionamento e sono noti anche come ingranaggi elicoidali incrociati.

Gli ingranaggi a vite sono utilizzati anche per alberi paralleli e inclinati, a seconda della direzione dei denti degli ingranaggi accoppiati.

Ingranaggi doppi elicoidali

Oltre alla singola elica, gli ingranaggi elicoidali sono disponibili anche in versione doppia. Negli ingranaggi a doppia elica sono presenti due file di denti angolati simili tra loro ma di direzione opposta. In parole povere, su un unico ingranaggio sono presenti due file di denti avvolti (attorcigliati) che sembrano un'immagine speculare l'uno dell'altro. Le due file sono separate l'una dall'altra con uno spazio intermedio. L'utilizzo di una coppia di doppi ingranaggi elicoidali può eliminare rapidamente il carico di spinta.

I doppi ingranaggi elicoidali sono più durevoli, più resistenti e funzionano in modo più fluido rispetto a quelli singoli. L'uso di ingranaggi a doppia elica in macchine come generatori, pompe, miniere, costruzioni, marine, sistemi di trasmissione in turbine a gas e ventilatori è molto comune.

Ingranaggi a spina di pesce

L'ingranaggio a spina di pesce è una variante degli ingranaggi a doppia elica. La leggera differenza tra gli ingranaggi a spina di pesce e quelli a doppia elica è lo spazio tra le due file di denti speculari. In questo caso non c'è spazio tra le due file di denti, che sono unite e formano una forma a "V" come un motivo a spina di pesce.

Sono di dimensioni più piccole rispetto ai doppi ingranaggi elicoidali e non vengono utilizzati di frequente a causa del loro costo più elevato e della produzione più complessa rispetto ad altri ingranaggi. L'uso di ingranaggi a spina di pesce è comune nelle industrie pesanti come quella mineraria, marina, navale e delle turbine a vapore.

Cremagliera e pignone

La cremagliera è una coppia di cremagliere con un ingranaggio elicoidale o un ingranaggio cilindrico, detto pignone. La cremagliera è una barra piatta con una dentatura rettilinea e i denti intagliati nella barra sono di forma e dimensioni identiche a spazi uguali. Può sopportare carichi pesanti e la progettazione e la fabbricazione della cremagliera sono piuttosto semplici e facili.

Quando la cremagliera ha una coppia di accoppiamenti con l'ingranaggio cilindrico, ha denti dritti e paralleli e il moto di rotazione si trasforma in moto lineare. Quando invece l'accoppiamento è tra la cremagliera e l'ingranaggio elicoidale, i denti sono anch'essi elicoidali, cioè angolati, e il moto lineare si trasforma in moto di rotazione.

Le cremagliere sono utilizzate in molti tipi di macchinari, come le attrezzature per il trasferimento di materiali, i treni e le ferrovie, le bilance e i sistemi di sterzo a cremagliera delle automobili.

Ingranaggi conici

Negli ingranaggi conici, i denti si trovano sulla superficie conica del passo. Gli ingranaggi conici sono comunemente utilizzati per trasferire forza e movimento tra due alberi intersecati (con un angolo di 90°). L'ideale è gestire la configurazione a 90° dell'albero, ma può anche gestire disposizioni maggiori o minori. L'uso delle coppie coniche non è così frequente a causa del loro elevato costo di produzione e della loro complessità.

Gli ingranaggi conici sono utilizzati nelle automobili, nelle pompe, nei treni e nelle ferrovie, nelle centrali elettriche, nelle attrezzature per la movimentazione dei prodotti e negli aerei. In base alla forma e alla disposizione dei denti, le ruote coniche sono principalmente di tre tipi.

Ingranaggi conici diritti

Gli ingranaggi conici più comunemente utilizzati sono gli ingranaggi conici diritti di tutti i tipi. In questo tipo i denti sono disposti in modo parallelo sull'ingranaggio conico. Sono semplici e facili da produrre, ma a causa dei loro denti dritti producono una grande quantità di rumore e sono meno efficienti degli ingranaggi a spirale. Come gli ingranaggi cilindrici, non sono in grado di fornire un carico di spinta in direzione assiale.

Ingranaggi conici Zerol

Si tratta del secondo tipo di coppia conica, quella con angolo di torsione pari a zero. Questo tipo di coppia conica è in qualche modo simile a una coppia conica a spirale e a una coppia conica diritta. Negli ingranaggi conici Zerol, i denti non sono angolati ma curvi come negli ingranaggi a spirale, il che significa che i denti curvi sono posizionati in modo rettilineo. Possono svolgere le stesse applicazioni delle coppie coniche diritte, ma sono più durevoli e meno rumorose di queste. Gli ingranaggi Zerol sono disponibili sia con denti destrorsi che sinistrorsi, ma possono girare in entrambe le direzioni.

Ingranaggi conici a spirale

Le caratteristiche degli ingranaggi conici a spirale sono simili a quelle degli ingranaggi elicoidali. In questi ingranaggi, i denti sulla superficie del passo conico sono curvi e producono quindi un carico di spinta in direzione assiale. I denti delle ruote coniche a spirale entrano in contatto più agevolmente, riducendo il rumore, le vibrazioni e le sollecitazioni sui denti. Possono eseguire operazioni che richiedono una maggiore precisione e velocità. Come gli ingranaggi elicoidali, sono disponibili con denti a spirale destri e sinistri e sono costosi e difficili da produrre, ma più durevoli degli ingranaggi conici diritti.

Altri tipi di ingranaggi conici

Oltre ai tre tipi principali sopra menzionati, le ruote coniche presentano numerose varianti. Alcune di queste sono gli ingranaggi ipoidi, a corona e a mitria.

Ingranaggi ipoidi

Gli ingranaggi ipoidi sono una varietà di ingranaggi conici a spirale, ma a differenza di questi funzionano su alberi non intersecanti e non paralleli. I denti sono attorcigliati e angolati proprio come le ruote coniche a spirale. L'uso di cuscinetti è d'obbligo nella coppia di ingranaggi ipoidi, perché il posizionamento dell'ingranaggio e del pignone non è sullo stesso piano. La produzione di ingranaggi ipoidi è più costosa e complicata rispetto agli ingranaggi conici a spirale. Questi ingranaggi non sono utilizzati molto frequentemente a causa del loro prezzo elevato.

Sono utilizzati nell'industria del cemento, alimentare, mineraria e delle bevande, ma l'applicazione principale degli ingranaggi ipoidi è nell'industria automobilistica. Sono utilizzati anche nelle centrali elettriche, nei trasportatori, nei sistemi di trasferimento dei materiali e nei miscelatori.

Ingranaggi della corona

Gli ingranaggi a corona sono un'altra variante degli ingranaggi conici in cui la superficie del passo è piana e il corpo è cilindrico anziché conico. Il nome corona è dovuto alla sua struttura simile a una corona. I denti dell'ingranaggio sono disposti a 90o rispetto alla faccia dell'ingranaggio, facendo assomigliare l'ingranaggio a una corona. Sono anche noti come "ingranaggi a facce". La coppia di ingranaggi a corona dipende dal disegno dei denti e può essere accoppiata con ingranaggi cilindrici e altri tipi di ingranaggi conici. L'uso delle corone dentate nelle macchine per ridurre il rumore e le vibrazioni è molto diffuso.

Ingranaggi a mitraglia

Gli ingranaggi Miter hanno un angolo d'albero di 90o, mentre gli ingranaggi Miter angolari possono avere qualsiasi angolo d'albero, tranne l'angolo retto. Gli ingranaggi Miter sono utilizzati principalmente nelle macchine per spostare la direzione di trasmissione della forza mantenendo costante la velocità. Con l'uso di una coppia di ingranaggi a mitria con lo stesso numero e forma di denti, il rapporto di velocità diventa di 1:1. Le coppie di ingranaggi Miter producono un carico di spinta (carico assiale), motivo per cui i cuscinetti reggispinta sono sempre utilizzati con una coppia di ingranaggi Miter per ridurre il carico di spinta.

Ingranaggi a vite senza fine

La vite senza fine trasferisce la forza e il movimento ad angolo retto tra alberi non intersecanti e non paralleli. Si tratta di una coppia di vite senza fine e ruota elicoidale, dove la vite senza fine è un albero simile a una vite e la ruota elicoidale è un ingranaggio cilindrico. Il loro funzionamento è più fluido e silenzioso, ma in termini di efficienza non è altrettanto eccellente di quello di altri tipi di ingranaggi.

La fabbricazione della vite senza fine a clessidra è più complessa. Lo scorrimento delle superfici della vite senza fine e dell'ingranaggio a vite senza fine provoca un attrito che rende necessaria la lubrificazione durante l'applicazione. Se la vite senza fine ha un piccolo angolo di piombo, è impossibile per la ruota elicoidale girare la vite, il che è chiamato caratteristica autobloccante.

L'uso più comune degli ingranaggi a vite senza fine è nei sistemi che necessitano della funzione autobloccante. Sono utilizzati anche nei sistemi di sterzo delle automobili, nelle attrezzature per il trasferimento di materiali, negli ascensori e nei montacarichi.

Ingranaggi interni

Gli ingranaggi interni sono ingranaggi cilindrici o conici in cui i denti sono presenti all'interno del corpo dell'ingranaggio. Formano una coppia di ingranaggi con gli ingranaggi esterni e il numero di denti è diverso in entrambi gli ingranaggi a causa della differenza di dimensioni. La differenza nel numero di denti è finita a causa di problemi di rifilatura, interferenza trocoidale e interferenza involutiva.

Nella maggior parte dei casi, gli ingranaggi cilindrici vengono utilizzati come ingranaggi esterni per accoppiarsi con ingranaggi interni. A differenza della maglia degli ingranaggi esterni, la coppia di ingranaggi esterni e interni ruota nella stessa direzione. Le frese a pignone sono utilizzate per modellare e produrre gli ingranaggi interni.

La ragione principale per cui si producono ingranaggi interni è quella di utilizzarli negli accoppiamenti degli alberi e nei riduttori epicicloidali.

Conclusione

Gli ingranaggi sono una parte essenziale dei macchinari e vengono realizzati con la massima cura e precisione. È necessario scegliere gli ingranaggi giusti per garantire un funzionamento efficiente della macchina e risultati ideali. Scegliete quello che ritenete più adatto, oppure contattateci per saperne di più sugli ingranaggi e sulla scelta giusta per voi!