Progettazione di un riduttore epicicloidale

Principi teorici di un riduttore epicicloidale e sua progettazione, grazie all’impiego del software di calcolo KISSsoft.

L’invenzione del meccanismo epicicloidale affonda le sue radici al I secolo a.C.. Il più antico calcolatore astronomico della storia conosciuto come “Calcolatore di Antikythera”, fu infatti costruito circa 2000 anni fa presso l’isola di Antikythera situata nel tratto del mar Egeo compreso tra il Peloponneso e Creta [1]. Attualmente si ritiene che il congegno fosse un preciso calcolatore astronomico, costruito per “monitorare” i rapporti ciclici tra il sole, le stelle e i pianeti. Poteva servire sia come strumento per la navigazione, sia come strumento per indagini astronomiche. Ad un primo esame delle caratteristiche del meccanismo si può pensare ad una macchina “fuori dal tempo”: gli archeologi concordavano nell’affermare che in quel tempo non era possibile produrre apparecchiature di tale complessità cinematica. Del resto, i rotismi epicicloidali o differenziali sono stati applicati in epoca moderna, oltre 19 secoli dopo, nel differenziale nelle automobili.

L’invenzione del rotismo differenziale è ufficialmente attribuita all’orologiaio francese Onésiphore Pecqueur (1792-1852), che lo brevetto nel 1828 per le carrozze a vapore [2]. Jacques de Vaucanson (1709-1782) fu il primo ad applicare il sistema differenziale ad un’automobile con carica a molla presentata al Re Luigi XV di Francia nel 1748 [2]. Da allora il meccanismo epicicloidale è divenuto, nelle sue diverse declinazioni, oggetto di numerosi studi scientifici e di ricerca.

I riduttori epicicloidali sono oggi molto apprezzati in ogni settore industriale, grazie alla loro principale caratteristica: permettere elevati rapporti di trasmissione, contenendo peso e dimensioni.

In questo articolo sono brevemente esposti i principi teorici di tale meccanismo e la progettazione di un case study nel moderno e potente software di calcolo KISSsoft.

Il complesso normativo

Il complesso di normative inerenti il calcolo della resistenza degli organi meccanici che compongono un riduttore è vasto e interessa tutti gli enti di normazione nazionali e internazionali. Si propone al lettore un sintetico compendio delle più utilizzate in ambito progettuale, in relazione ad elementi meccanici quali ingranaggi, cuscinetti e alberi (Tabella 1).

Con riferimento specifico ai riduttori epicicloidali, gli enti di normazione americani hanno pubblicato un interessante normativa: la ANSI/AGMA 6123-C16, che si configura come un pragmatico “Design Manual” contenente le linee guida per la progettazione di un riduttore epicicloidale. Le normative di calcolo citate sono implementate (tra le numerose disponibili) in KISSsoft, permettendo in tal modo al moderno progettista, la certificazione secondo normativa degli organi meccanici.

 

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