Engineering
Ingranaggi conici
Porta gli alberi a un altro angolo e cambia il rapporto dei denti a parità di carico. I coni primitivi si adeguano; con un ingranamento ideale la potenza in ingresso e in uscita restano uguali mentre coppia e velocità si scambiano i ruoli.
Cosa succede
Due ruote coniche su alberi concorrenti. I loro coni primitivi hanno un vertice comune, e gli angoli dei coni dipendono dall’angolo tra gli alberi Σ e dal numero di denti: i coni rotolano l’uno sull’altro senza strisciare lungo la generatrice comune. Cambia Σ tra 60° e 120° e scegli un rapporto. Il rapporto delle velocità resta z₁/z₂ qualunque sia l’angolo: la velocità cala e la coppia cresce nel rapporto z₂/z₁ e, con un ingranamento ideale, la potenza in ingresso è uguale a quella in uscita. La forza sul dente agisce perpendicolarmente al piano dei due alberi, a metà della larghezza del dente; la sopporta il cuscinetto d’ingresso, e cambia verso quando si inverte il moto.
Modello: ruote e alberi rigidi in cuscinetti fissi; un contatto ideale nel punto medio della linea di contatto lungo la tangente comune; rapporto di velocità e carichi sui cuscinetti escono dal risolutore. Niente attrito, gioco o deformazione dei denti; il motore mantiene la velocità fino alla coppia massima, il carico è un freno.
Da provare
Cambia l’angolo tra gli alberi e il rapporto a parità di carico e confronta la potenza in ingresso e in uscita.
Equazioni del modulo
Equazioni tan δ₁ = sin Σ / (z₂/z₁ + cos Σ), δ₂ = Σ − δ₁ |ω₂/ω₁| = z₁/z₂ P₁ = T₁ω₁ = T₂ω₂ = P₂
