Come scegliere un ingranaggio

Questi sono i criteri principali da tenere in considerazione per scegliere un ingranaggio adatto all’uso che se ne intende fare:

• Rapporto di trasmissione: determina se un determinato ingranaggio può soddisfare le tue esigenze;
• Disposizione degli alberi: si riferisce alla posizione relativa degli alberi di ingresso e di uscita e determina se optare o meno per una soluzione con ingranaggi ortogonali;
• Potenza trasmessa dall’ingranaggio: determina la scelta del tipo di dente. Ad esempio, un ingranaggio con denti a spirale può trasmettere una coppia maggiore rispetto a un ingranaggio cilindrico della stessa dimensione.
• Dimensioni del gruppo: alcune configurazioni di ingranaggi sono più compatte di altre e occupano meno spazio, come il treno di ingranaggi planetari (o treno di ingranaggi epicicloidali);
• Costo: le marce variano molto in termini di prezzo e complessità/costi di installazione, quindi è importante scegliere la soluzione più adatta in base alle proprie esigenze e al budget a disposizione.

Esistono diversi tipi di ingranaggi: ingranaggi cilindrici, ingranaggi conici e ingranaggi a vite.

Ingranaggi a denti dritti

Gli ingranaggi a denti diritti sono i più semplici e quindi anche i più comuni. La linea di contatto tra i denti è sullo stesso piano della rotazione degli ingranaggi.

Ingranaggi conici

In questi ingranaggi, la faccia esterna della ruota forma un angolo rispetto all’asse di rotazione dell’ingranaggio. Questo tipo di ingranaggio viene spesso utilizzato per modificare l’angolo dell’asse di rotazione tra la ruota motrice e la ruota condotta.

Ingranaggi a vite senza fine

Negli ingranaggi a vite senza fine, l’unità motrice non è una ruota ma una vite senza fine. Questi ingranaggi hanno un rapporto di trasmissione elevato. L’asse di rotazione della vite senza fine è perpendicolare all’asse di rotazione della corona (ruota motrice).

La particolarità di questo tipo di ingranaggio è che la rotazione non è reversibile, cioè la corona non può girare la vite senza fine, il che garantisce che il meccanismo si blocchi quando è fermo. Per questo motivo, questo è il tipo di attrezzatura che offre la massima sicurezza. Viene utilizzato, ad esempio, negli ascensori per auto per evitare che il carico si muova accidentalmente.

Ingranaggio diritto NORELEM

Ingranaggio conico Cross & Morse

Ingranaggio a vite senza fine Framo Morat

I denti degli ingranaggi possono essere di diversi tipi: diritti, elicoidali o bi-elicoidali.

Ingranaggi cilindrici

Questi sono i più comuni. Hanno denti paralleli all’asse di rotazione. Sono piuttosto facili da produrre, il che spiega la loro presenza nella maggior parte delle applicazioni meccaniche. Il loro principale svantaggio è che sono molto rumorosi.

Ingranaggi elicoidali

I denti elicoidali sono obliqui rispetto all’asse di rotazione. In questi ingranaggi, il numero di denti in contatto è costante.

Ingranaggio conico elicoidale

Questo sistema ha il vantaggio di generare meno vibrazioni e quindi meno rumore. Inoltre, poiché i denti sono disposti in diagonale, hanno una larghezza maggiore rispetto alla larghezza della ruota e possono quindi trasmettere forze maggiori. Tuttavia, la produzione di questi ingranaggi è molto più complessa e quindi più costosa.

Ingranaggi con denti bielicoidali

Conosciuti anche come ingranaggi a doppia elica o a spina di pesce, sono facilmente riconoscibili perché sono rappresentati nel logo del marchio automobilistico Citroën. Questo perché fu André Citroën a brevettare questo tipo di cambio. Gli ingranaggi bielicoidali sono costituiti da due file di denti elicoidali a forma di V di dimensioni identiche, cioè con eliche opposte. La doppia elica ha il vantaggio di annullare il carico assiale generato dai denti inclinati. Tuttavia, come gli ingranaggi elicoidali semplici, sono complessi da progettare e produrre e quindi costano di più rispetto ad altri tipi di ingranaggi. Vengono utilizzati soprattutto nelle industrie di base, come ad esempio il settore aerospaziale.

Ingranaggi a cremagliera

Il sistema a cremagliera permette di trasformare un movimento rotatorio in un movimento lineare e viceversa. È composto da una ruota dentata (il pignone) e da una barra dentata (la cremagliera). Mentre ruota, la ruota dentata spinge sui denti della barra, che si muove in direzione rettilinea. Questo tipo di ingranaggio viene utilizzato nei veicoli a motore per convertire la rotazione del volante in un movimento lineare della barra dello sterzo verso destra e verso sinistra.

Ingranaggi paralleli o cilindrici

Gli assi della coppia di ingranaggi sono paralleli.

Ingranaggi conici

Gli ingranaggi conici trasmettono la rotazione tra alberi concorrenti e sono quindi utilizzati quando è richiesto un angolo tra l’albero di ingresso e quello di uscita dell’ingranaggio. Questa soluzione viene utilizzata nei differenziali automobilistici per ottenere un angolo di 90° tra gli alberi di ingresso e di uscita della trasmissione.

Come suggerisce il nome, gli ingranaggi smussati hanno la forma di un tronco di cono (tronco di cono). Quando sono orientati, i loro vertici immaginari si incontrano nello stesso punto. I loro assi si incrociano in questo punto, formando un angolo, solitamente di 90º, ma che può avere qualsiasi altra ampiezza oltre a 0º e 180º.

Marcia indietro

Conosciuti anche come “ingranaggi a torsione”, si differenziano dagli altri ingranaggi perché gli assi della coppia di ingranaggi non sono complanari. Questo è il caso, ad esempio, degli ingranaggi elicoidali invertiti e degli ingranaggi a vite senza fine.

Gli ingranaggi sono utilizzati nella maggior parte dei sistemi di trasmissione di potenza, come i cambi, i differenziali o l’uscita dei motori a combustione interna ed elettrici. Li troviamo sia negli elettrodomestici che nei macchinari e nelle attrezzature industriali. Sono presenti anche nella scatola degli ingranaggi dei gruppi motore-riduttore. È un componente essenziale della maggior parte dei sistemi meccanici.