Argumento di studio ”TECNICA DEGLI INGRANAGGI”

11 2. 187
A r g u m e n to di studio
” T E C NICA DEGLI
I N G RA N A GGI”
Elementi basilari della tecnica dei ruotismi, corredati di spunti teorici e pratici.
Contenuto:
Trazione dei ruotismi:
- trazione a catena
- trazione a cinghia
Transmissione a ruotismo:
- a chiocciola
- a cremagliera
- angolare
- a frizione
- ad assi di testa
Commutazioni dei ruotismi:
- cambio a due velocità
- cambio a due velocità con inversione
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Cenno:
Lavorando con i kit della OPITEC, una volta ultimati,
non si tratta in primo luogo di oggetti con caratteristiche
ludiche che si trovano normalmente in commercio ma di
sussidi didattici per facilitare l'apprendimento e la verifica di concetti teorici.
1
ELENCO DEI COMPONENTI:
3
lastre di lamiera forata 3
lastre di lamiera forata comprendente
5 fori
2
angolari
3
aste filettate 30
dadi 15
viti a testa cilindrica
5
ruote dentate da 15
1
ruota dentata da 20
4
ruote dentate da 40
1
cremagliera 1
ruota a chiocciola 3
ruote dentate a corona con 1
rotelle guida cordicella
2
riduttore (ottone)
1
pulegge a scalino 2
rotelle in PVC 1
collare in gomma 1
molla a trazione 1
catena 0,7 x 50 x 100, con foro da 3 mm
da 3 mm di cui uno per la manovella (da ritagliare da una striscia da 160x10 mm)
100, con fori da 4,5
M3 x 100
M3
M3 x 20
e foro da 3 mm
e foro da 3 mm
e foro da 3 mm
foro da 3 mm
da ø 30, foro da 4 mm
4/3 x 8 mm
da ø 15, foro da 4 mm
da ø 50
da 20
da 200
Cenni Generali sul Montaggio dei sistemi di trasmissione
I vari sistemi di trasmissione verranno montati su un dispositivo utilizzabile per tutti i sistemi che properremo.
Abbiamo a disposizione le tre superfici metalliche gia forate opportunamente, le quali debbono vernire unite tra di loro e fissate a vite
come illustrato dal disegno riprodotto.
Gli angolari posseggono dei punti di foratura che non sempre corrispondono a quelli delle piastre; pertanto dovrai cercare fintantoche troverai la posizione esatta ove poterci far entrare le viti. Complessivamente occorrono otto viti e rispettivi dadi.
piastra
angolare
Onde poter azionare i vari modelli ci necessita una manovella e questa te la puoi costruire utilizzando un pezzetto di lamiera forata della lunghezza comprendente 5 fori. Oltre a ciò avrai bisogno di due viti e di tre dadi (vedi disegno!)
Appena terminata, la manovella viene passata attraverso uno dei fori e la ruota corrispondente viene fissata ad essa mediante due dadi (vedi disegno).
manovella
fissaggio della ruota
Eventuali ruote senza manovella che verranno fissate alla piastra, dovranno poter girare liberamente.
Allo scopo fisserai una vite con dado alla lamiera forata e sopra ci metti la ruota, la quale verrà fissata e per di
piu ce potrai mettere un controdado al fine di assicurare il fissaggio stabile (vedi disegno illustrativo).
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CONSIDERAZIONI GENERALI
In molti dispositivi troviamo l'impiego di ruotimi di transmissione; ma vi siete mai chiesti a che cosa servono?
Un ruotismo ha il compito di trasmettere forza motrice e di "amplificarla".
Inoltre il ruotismo deve trasmettere il SENSO di rotazione di una determinata forza ad un'altra la quale potrà
eventualmente venire invertita o meno, rispetto alla prima.
Pertanto possiamo dire che un ruotismo serve alla trasmissione di energia ed oltre a ciò è anche in grado di
invertirne il senso stesso!
Onde poter trasmettere una energia, e così pure la direzione della stessa, un ruotismo viene azionato da una
sorgente di energia. Questo punto viene definito PARTE TRAENTE proprio perché da questo punto trae origine l'energia e la sua direzione.
Dato che ad un certo punto la forza motrice viene nuovamente offerta sotto altra forma, questo punto lo si chiama utilizzatore.
Pertanto un sistema di ruotismi si compone di tre parti principali:
1. Parte traente (da dove ha origine la forza motrice)
2. Parte di trasmissione (ha il compito di trasmettere la forza motrice)
3. Puntodi utilizzazione (qui viene utilizzata la forza motrice)
trazione
trasmissione
utilizzatore
A seconda delle esigenze vi sono differenti sistemi di trasmissione e i principali dei quali ve li esporremo nel
corso di questa trattazione.
Non è strettamente necessario attenersi ad una sequenza descrittiva prestabilita, la quale pero è auspicabile
dato che i vari modelli che si costruiranno si basano sulle cognizione di quanto già appreso.
S i s t e m i d i Tr a s m i s s i o n e
Ruotismo azionato a catena
Cenni sulla costruzione
L´alunno può scegliere a piacere la posizione di entrambe le ruote dentate; il disegno e puramente indicativo.
Nel capitolo “Considerazioni generali si è parlato sulla costruzione e del montaggio della manovella e della
ruota. Per il presente modello, ove la trasmissione avviene tramite catena, si dovrà provvedere
all´accorciamento della catena per adattarlo alla distanza che intercorre tra le due ruote.
La catena si potrà montarla sulle due ruote dentate.
trazione
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Esempi di impiego:
Quello più conosciuto e senz´altro quello della bicicletta, ma pure su molti tipi di automobili troviamo impiegato questo sitema di trasmissione. In questo esempio vediamo che una catena congiunge tra di loro l´albero “a gomiti” con l´albero
“camme”.
In genere si può affermare che: ove c´ è bisogno di trasmissione a distanza della forza motrice, e ciò fra due ruote dentate, di solito si utilizza il sistema a catena.
In caso contrario sarebbe necessario fare impiego di numerose ruote dentate una dopo l´altra. Pensa un po´ cosa succederebbe se un simile dispositivo lo si volesse montare sulla bicicletta! In certi casi al posto della trasmissione a catena si
fa uso di una “cinghia” (vedi disegno).
Giocando avrai notato spesso come la catena alle volte tende a saltellare e qualche volta salta giù addirittura dal suo
posto sulle ruote dentate. E per questo che essa ha bisogno venire tesa.
E già conosci il sistema adottato sulla bici per tendere o allentare la catena. Ciò però non è possibile nel nostro modello (e
cosi pure in molte altre applicazioni) dato che le ruote non si possono spostare dal loro alloggiamento. In questi casi si fa
uso di un cosidetto “galoppino” o tensore, il quale ha il compito di tendere la catena.
Un dispositivo simile te lo puoi costruire pure tu, basta che tu ti costruisci una seconda manovella e che ci fissi la ruota
dentata piccola. A questo punto fisserai questa seconda manovella in un foro in maniera che la rotella dentata piccola
venga a trovarsi sulla catena (vedi disegno).
Devi fissare una molla tra la ruota dentata grande e quella piccola e proprio questa molla tira il tensore verso la catena.
Il tutto fa in modo che la catena venga opportunamente tesa e nello stesso tempo gira la ruote dentata piccola trainata
dalla catena.
galoppino o tensore
Esempi di impiego
Una catena, anche se montata ben tesa, dopo un po´ di tempo si allenterebbe poiche in seguito al riscaldamento i vari
segmenti si espandono leggermento e così dopo un po´ di tempo la catena si allunga a poco a poco e rimane “lunga”.
Proprio per questo motivo c´ è bisogno del sistema come descritto per la bicicletta oppure come in questo caso.
In pratica si utilizzano trasmissioni a catena con tensore come pure senza di esso. Nel primo caso pero c´ e il vantaggio
che uno non deve stare li continuamente a tendere di nuova la catena.
Un po´ di teoria sui sistemi trasmissione
Se per esempio ti metti a far ruotare con la manovella la ruota dentata maggiore (ruote traente) ti accorgerai
che quella più piccola gira più in fretta. Pertanto diciamo che la rotazione ha subito un rapporto e che si
muove più veloce.
Questo fatto lo si definisce RAPPORTO IN DISCESA.
lato trainato
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lato trainante
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Se ora fissi un´altra manovella alla ruota piu piccola e ti metti a girare, ti accorgerai che la ruota più grande
gira piu piano. Si dice allora che abbiamo ottenuto un RAPPORTO in SALITA.
Se per es, le due ruote fossero dello stesso diametro, anche i giri effettuanti dalle stesse sarebbero gli stessi:
qui simao di fronte ad un rapporto UGUALE.
La trasmissione di un movimento rotatorio in discesa oppure in salita lo si definisce RAPPORTO DI CAMBIO.
E questo lo si può agevolmente calcolare basterà conoscere il numero delle rotazioni (n1) e quello ottenuto
(n2).
E pertanto otterremo la seguente formula del rapporto che indicheremo con “I”:
n1
: i = ----
n2
Se per esempio la ruota minore abbisogna di due rotazioni affinche la maggiore compia un giro abbiamo un
rapporto di i= 2:1
Ma oltre al numero di rotazioni si può utilizzare il numero dei rispettivi denti delle ruote dentate (z1/z2) oppure
il diametro delle ruote (d1/d2) per calcolare il rapporto di trasmissione. Ed eccovi le tre possibili formule:
n1
z2
d2
i = -----
oppure
i = -----
oppure
i = ----
n2
z1
d1
Effetuando i precedenti esperimenti ti sarai accorto che girando dal lato della ruota minore, e necessaria poca
forza, mentre quando giravi dalla parte della ruota maggiore, ciò richiedeva maggior sforzo.
Ma coma mai questo fenomeno?
Devi sapere che in ogni ruota vi è in un certo qual modo compresa una “LEVA”. La ruota minore ha una leva
minore o più corta e viceversa la ruota maggiore (vedi disegno).
a = 5 mm
b = 10 mm
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Ma tu conosci già per averla appresa nelle ore di fisica, la legge della leva che si può definire l´aurea regola
della meccanica. In essa troviamo che mediante una leva a braccio lungo si impiega meno forza che per una
a braccio corto. Ma se ora tu fai ruotare la ruota minore (leve corta) contemporaneamente muovi pure la ruota
maggiore (a leva lunga).
Tuttavia devi far fare un numero maggiore di giri affinché la ruota maggiore ne compia uno. A questo punto ti
accorgerai che hai bensi risparmiato forza, però hai dovuto percorrere un tragitto più lungo corrispondente a
maggior numero di rotazioni. E nello stesso tempo la ruota maggiore ha compiuto un minor numero di rotazioni, pero avendo essa un maggior diametro (leva più lunga) è in grado di dare proporzionalmente più forza.
Apparentemente l´AMPLIFICAZIONE della energia ottenuta e data dal fatto che in cambio hai dovuto far ruotare un numero maggiore di volte la ruota minore (maggior numero di rotazioni impiegando minor forza). Possiamo dire pertanto che variando il numero di rotazioni varia anche la forza o potenza.
In definitiva possiamo dire che: se dalla parte traente viene immesso un grande numero di rotazioni impiegando poca potenza, dall´altra parte ove si trova la ruota trainata, otterremo basso numero di rotazioni impiegando poca potenza, dall´altra parte ove si trova la ruota trainata, otterremo basso numero di giri o rotazioni a
vantaggio di maggior potenza e viceversa! Questo fatto lo puoi constatare senz´altro osservando il trapano a
mano avente due velocità.
Se giri la manovella di uno qualunque dei due perni, potrai tenere a mente il numero di giri della punta del trapano e badare allo sforzo necessario. Ora utilizza l´altro perno e ti accorgerai che devi bensi usare maggiore
forza, però che nello stesso tempa la punta gira assai più rapidamente. Ricordati pero di osservare il numero
di giri fatto dallo manovella.
Pochi giri con molto sforzo = alti giri del mandrino
Molti giri con poco sforzo = pochi giri sul mandrino con notevole energia.
Si dice che lo sforzo e in rapporto inverso al numero di giri.
Diminuendo della metà il numero dei giri si ottiene doppia forza.
Possiamo affermare pertanto che, variando il numero di giri, varia pure la forza disponibile.
Trasmissione a cinghia
Cenni circa la costruzione:
La posizione delle due puleggie la si può scegliere a piacere e quanto esposto nel disegno altro non e che
una nostra scelta. Il montaggio della manovella e della ruota e già stato descritto precedentemente.
Una volta montate le puleggie, vi si tende sopra un cerchio elastico quale “CINGHIA” e gia abbiamo davanti
una “TRAZIONE A CINGHIA”.
Utilizzazione in pratica:
Sostanzialmente è possibile utilizzare un sistema a trazione a cinghia al posto di uno a catena.
Tuttavia il primo presenta diversi svantaggi rispetto al secondo, e cioè:
- slitta
- ha minore solidità
- si deteriora più facilmente
Tuttavia la trasmissione a cinghia trova impiego in molte situazioni. Ciò sopratutto perché e meno complicata
della catena e poi perche non abbisogna di manutenzione (la catena deve venir lubrificata).
Nell´automobile una cinghia aziona la pompa dell´acqua e la dinamo. In agricoltura la cinghia la si utilizza per
far girare la sega circolare mediante la forza del trattore.
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Trasmissione a cinghia incrociata
Ma cosa si può fare se ci si trova di fronte ad una situazione ove non è disponibile il giu sto senso di rotazione? Per es se la circolare gira in senso inverso.
In questo caso siamo di fronte ad un altro aspetto della trasmissione a cinghia rispetto
quello a catena.
Semplicemente tendendo in modo incrociato la cinghia otteniamo l´inversione di rotazione
ed in questo caso siamo di fronte ad un tipo di trasmissione a CINGHIA INCROCIATA.
Se vai a cercare nei tuoi libri di storia ove viene descritta la “rivoluzione industriale”, vi
troverai i grandi androni del tempo. Ed in essi molte macchine venivano mosse contem poraneamente da un solo albero di trasmissione e da molte singole cinghie.
Ai nostri gior ni invece, ciascuna macchina possiede il proprio motore, però entro ciascu na macchina vi troviamo molto spesso delle trasmissioni a cinghia. Esempio tipico e il
trapano da banco.
Da risolvere:
Se fai girare la ruota A otterrai un rapporto in.........................
Il rapporto e di..........:...........
Se fai girare la ruota B, ottieni un rapporto in..........................
Il rapporto e di..........:...........
Annotazioni:
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Tr asm issi o n e m e d i a n t e r o t e l l e
Consigli per il montaggio:
L a posizione di entrambe le rotelle e lasciata a piacere del costruttore ed il disegno altro
non è che indicativo.
Già precedentemente hai appreso come montare la manovella e la ruota. C’è però da pre stare attenzione affinché le due rotelle facciano notevole “adesione” fra di loro.
ruote di gomma
Utilizzo del sistema in pratica:
Simili sistemi a frizione si usano in quei casi ove c’è bisogno di staccare spesso il sistema di trasmissione dalla sorgente
trainante e ciò con un modo piuttosto semplice.
Per es, nella macchina per cucire si avvolge mediante rotella azionata a frizione il rocchetto del filo. Nel fare ciò un semplice dispositivo spinge semplicemente la rotella del rocchetto alla ruota metallica della macchina da cucire. La disinserzione e altrettanto facile da eseguirsi.
Ma forse conosci meglio il seguente esempio di impiego: tanti caroselli sono azionati da un motore sull´ asse del quale vi
è montato un copertone d´automobile (si, proprio così!). Questo copertone gira e girando striscia o friziona una ruota metallica del carosello e lo fa girare. Pure nel tuo mangianastri una trasmissione a frizione fa girare il nastro. Se osservi
bene, vedrai che presso la testina vi è montata la rotella azionata per frizione e che ha il compito di trasportare il nastro e
le due bobine non hanno altro compito che quello di raccogliere il nastro.
Questo sistema di trasmissione si può inserire e staccare facilmente ed abbisognano di una notevole pressione onde
poter trasmettere sia forza rotativa che senso di rotazione.
L a t r a s m is s io n e a c h io c c io la
C o n s i gl i per i l montaggi o:
Cias c uno e pad ro n e d i s c e g l i e re l a p o s i z i one ove montare l a ruota dentata e l a chi occi ol a ed il no stro dis egno e p u ra me n te i n d i c a ti v o . Gi à nei precedenti fogl i hai appreso come montare l a manovel l a e l a ruota dentata.
M a p e r m o n ta re l a c h i o c c i o l a sul l ´ asta fi l ettata, l a chi occi ol a va di mezzata.
Per o av v er t iam o d i n o n g e tta re v i a l e p a rte con i l foro di mi nor di ametro dato che ci servi rà i n se gui to.
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Utilizzo del sistema in pratica:
La trasmissione a chiocciola ha un grandissimo rapporto di trasmissione.
Ricordati questo:
i = ...........:...........
Pertanto le trasmissioni a chiocciola trovano impiego dove e necessario un grande rapporto in descesa, cioè
con movimento lento.
Inoltre questo sistema può venire azionato soltanto dalla parte della chiocciola. Si dice che la ruota dentata
viene “FRENATA” dalla chiocciola.
In un sistema di trasmissione ove fossero impiegate soltanto ruote dentate, lo sforzo avvolgente tenderebbe a
ritornare in senso contrario a meno che non ci si montasse apposito freno.
Trasmissione a cremagliera
Consigli per il montaggio
La posizione della ruota dentata e della cremagliera può venire scelta a piacere ed il disegno e soltanto indicativo, quale suggerimento. Abbiamo già trattato precedentemente il modo sul come effettuare il montaggio
della manovella e della ruota.
Due viti a dado vengono fissate nella piastra foratá ed esse servono quale sostegno ed appoggio della
cremagliera.
La manovella fa girare la ruota dentata.
movimento rotatorio
movimento lineare
Esempi di utilizzazione nella pratica:
Questo tipo di trasmissione viene impiegato laddove si intende tramutare un moto rotatorio in un movimento
lineare oppure viceversa. L´ esempio più signigicativo e noto e quello della ferrovia a cremagliera.
Senonchè vi sono molti tipi di macchine che fanno impiego di trasmissione a cremagliera. Uno dei tanti esempi ce lo offre il nastro trasportatore, il quale utilizza il movimento rotatorio di un motore per far scorrere il
nastro in una determinato senso per trasportare degli oggetti postivi su esso.
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Trasmissione angolare
Consigli per il montaggio:
La posizione della ruota dentata può venire scelta a piacere ed il disegno e soltanto indicativo, quale suggerimento. Abbiamo gia trattato precedentemente il modo sul come effettuare il montaggio della manovella e
della ruota.
Due viti a dado vengono fissate nella piastra forata ed esse servono quale sostegno ed appoggio della
cremagliera.
Impiego in pratica:
L´ impiego di questo tipo di trasmissione di moto è intuitivo già osservando il disegno stesso.
Serve alla trasmissione di una forza o movimento rotatorio ad angolo retto (90 gradi).
Nel nostro caso il rapporto di trasmissione rimane invariato dato che entrambe le ruote a corona sono dello
stesso diametro; la cosa cambia in caso i loro diametri fossero differenti.
Tornando ancora al trapano a mano (non quello elettrico) vi troviamo un altro esempio di trasmissione angolare.
Tra s mis s io n e angolare ad inversione
Consigli per il montaggio
La trasmissione angolare poco fa descritta, può venire trasformata in una ad inversione di moto. Onde poter
ottenere ciò si deve montare sull´asta filettata una seconda ruota dentata a corona (vedi disegno). Bisogna
premettere che soltanto una delle due ruote può ingranare allo stesse momento. Se si sposta l´ asta filettata
verso destra, viene ingranata la ruota a corona sinistra; se, contrariamente, la si sposta verso sinsitra, e la
volta della ruota dentata a corona di destra.
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Utilizzo pratico del dispositivo
Già il nome sta ad indicare che mediante questo dispositivo si INVERTE il senso di rotazione.
Se provi a far ruotare la manovella sempre in una stessa direzione (per es, verso destra) e poi provi a spostare l´ asta filettata prima verso destra e quindi verso sinistra, ti accorgerai che la ruota dentata a corona che si
trova al centro girerà una volta in senso orario ed un´altra volta in senso antiorario. Il cambiamento del senso
del moto si ottiene spostando l´ asta filettata.
Esattamente cio avviene in quei casi ove un motore giro solo in un senso (motore della macchina), allora il
nostro sistema si presta all´ inversione del senso di rotazione senza che il motore stesso debba invertire il
suo senso di rotazione. Per questo motivo per es, una nave è in grado di invertire il senso di rotta.
Nell´automobile, invece, questa inversione si realizza in maniera differente (vedi CAMBIO),
S istema d i tra s missione a ruot ismi in t est a
Consigli per il montaggio
Anche qui si può scegliere la posizione di entrambe le ruote dentate ed il disegno è puramente indicativo.
Anche il montaggio della manovella è della ruote e stato descritto.
Esempi di impiego nella pratica:
Mediante questo sistema si può avere un rapporto in salita oppure in discesa, il tutto dipende da quale sia la
ruota motrice. La A oppure la B.
Ricordati nuovamente del rapporto di trasmissione:
i = ........:........
oppure i = ........:........
Questo sistema con ruotismi in testa serve come quelli gia esaminati per la trasmissione di forza motrice e direzione rotatoria. Per esempio, nel trapano elettrico a mano esso fa diminuire il numero di giri, ma ne aumenta la forza motrice. Nella prossima lezione devi costruire una di queste e ancora maggiore. Ma allo scopo bisogna fare impiego di ulteriori ruote dentate. In che modo?
Trasmissione a ruotismi in testa ad ingranaggi multipli
Basandoti sull´esempio che ti presentiamo devi ampliare le possibilità di impiego del dispositivo.
Allo scopo dobbiamo montare in serie ed alternativamente una ruota dentata piccola ed una di diametro maggiore e così via.
Non appena avrai terminato ciò stabilisci il rapporto di trasmissione sempre utilizzando la ormai ben nota formula i = ....:....
Ma ti sai spiegare il risultato che ottieni?
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Delucidazioni in merito ai risultati ottenuti negli esperimenti della pagina precedente:
Avrai notato che il rapporto di trasmissione non è assolutamente mutato rispetto a quello della prima coppia di
ruote dentate. come mai ciò? Montando semplicemente in serie tra di loro parecchie ruote dentate non è
possibile variare il rapporto di trasmissione.
Basta che tu consideri che se fai ruotare la prima ruota dentata piccola di un solo giro, anche la seconda piccola ruota soltanto di un giro. Lo stesso avviene per le ruote dentate di diametro maggiore.
Il motivo di tutto ciò è dato dal fatto che ciascuna ruota dentata è montata su un asse proprio ed indipendente.
Pertanto dovremo pensare a combinarle in maniera differente. In quale modo?
Consigli per il montaggio:
Il disegno raffigura una veduta dal di sopra, il che significa che tu osservi gli ingranaggi stando sopra ad essi.
Per montare il dispositivo devi prendere l´ asta filettata e su di essa ci fisserai le ruote dentata mediante bulloncini.
La manovella la fisserai all´ asta filettata della ruota minore.
aste filettate
Ora devi stabilire il rapporto di trasmissione e per fare ciò giri la manovella tante volte quante servono per far
compiere una intera rotazione alla ruota dentata più grande.
i = ......:......
Ma come mai hai ottenuto questo risultato, nel senso che è cambiato il rapporto di trasmissione benchè il numero delle ruote dentate sia rimasto lo stesso!
Se giri la manovella facendole fare tre rotazioni, la ruota grande compirà soltanto un giro; naturalmente anche
l´ asse di questa ruota avrà compiuto un solo giro, ma anche la ruota piccola avrà compiuta un solo giro dato
che si trova sullo stesso asse.
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Ora, questa ruota piccola deve girare tre volte per fare un intero giro all´ ultima ruota grande. Pertanto dovrai
girare ben nove volte la manovella per far compiere una interna rotazione all´ ultima ruota.
Questo sistema di ruotismo racchiude in sé due rapporti di trasmissione e precisamente: 3:1 e se ora moltiplichiamo tra di loro entrambi i rapporti otteniamo quale prodotto 9:1.
Da notare: Quando si parla di ruote dentate e del numero di giri si deve riferirsi ad un numero un po´ approssimativo dato che il rapporto delle ruote utilizzate non risulta mai di numero intero.
Pertanto abbiamo quale rapporto i = 9:1.
Però e più giusto dire iG = 9:1 poiche si tratta di un prodotto di singoli rapporti e pertanto IG corrisponde a
rapporto complessivo di trasmissione.
Il disegno raffigura quanto esposto sopra.
i = 3:1
i = 3:1
i = 9:1
Alcune formule con le quali calcolare il rapporto di trasmissione complessivo iG:
iG = nA
Ove nA è corrispondente per numero di rotazioni iniziali e nE a quello delle rotazioni fina-
nE
li. Conteggiando il numero di rotazioni iniziali e quello delle finali, è possibile calcolare i.
iG = Z2xZ4xZ6x...
Z1xZ3xZ5x... In q u e s to c a s o b i sognerà contare i l numero dei denti di ogni si ngo
l a ru o ta d e n ta ta e così è possi bi l e determi nare i .
i G = i1xi2xi3x...
Qu i b a s ta mo l ti p l i care i si ngol i rapporti di trasmi ssi one onde ri cavare i .
Ruotismo di cambio
Consigli per il montaggio:
Alla fine di questa panoramica sulla tecnica dei ruotismi, desideriamo farti conoscere ancora un sistema di
trasmissione con cambio. A questo punto possiamo utilizzare parti del sistema dei ruotismi con locazione in
testa. Monta entrambi gli assi (aste filettate) assieme alle ruote dentate nel modo indicato nel disegno. Devi
badare a che l´ asse motrice si possa far spostare con facilità in anvanti ed indietro, mentre la rotazione avviene tramite manovella.
Sull´ asse finale di utilizzazione potrai montarci una rotella di gomma in maniera da simulare in un certo qual
modo il cambio della macchina. Spostando ora l´asse motrice in senso longitudinale, otterrai due diversi rapporti di trasmissione.
Cerca di trovare
i1 = ... : ...
i2 = ... : ...
Impiego in pratica del dispositivo:
Senz´altro il più noto esempio di impiego di trasmissione a cambio di rapporto lo troviamo nell´automobile.
Ma anche in altre macchine è presente: la dove c´ é bisogno di differenti numero di giri oppure differente
forza motrice. Abbiamo già osservato che il trapano possiede pure un sistema a due o piu cambi (marce).
Abbassando il numero di giri ha per effetto un aumento della forza motrice utile.
Ma un´ automobile ha pure la possibilità di andare in retromarcia; ti sai spiegare tale comportamento?
Osserva bene il prossimo foglio che ti presentiamo!
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Ampliamento mediante introduzione della retromarcia
Il sistema a due velocità che hai costruito lo vogliamo fornire pure di un cambio per retromarcia.
Allo scopo devi aggiungere a quanto già montato, due ruote dentate piccole ed una grande come indicato nel
disegno.
Ora, per “INNESTARE” la retromarcia si deve spostare l´ asse motrice in modo che la ruota piccola in testa
(esterna) vada ad ingranare con quella grande, pure esterna. Le altre rimanenti ruote montate sull´asse motrice non possono ingranare con nessuna altra ruota dentata. In tal modo otteniamo un accoppiamento tra
l´asse motrice e l´asse finale di utilizzazione tramite la ruota dentata grande esterna e in tal modo avviene
l´inversione di rotazione.
Considerazioni finali:
Il presente sistema di ruotismi lo puoi senz´altro azionare anche a motore. Allo scopo devi utilizzare la parte
della chiocciola che avevi precedentemente segato; la monti sull´albero del motorino.
Questo potrà essere costituito semplicemente da un modello a basso prezzo che si trova nei giocattoli. In tal
modo la chiocciola con il suo grande rapporto di trasmissione in discesa genera una notevole forza per azionare il modellino di ruotismi.
ruote dentate esterne
vista frontale delle ruote esterne
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Alcuni quesiti
1. Sai dire di quale tipi di trasmissioni si tratta nei seguenti 4 disegni?
_______________
_______________
_______________
_______________
2. Come si fa affinché in una trasmissione a catena, quest´ultima non si allenti. Elenca almeno due possibili
soluzioni.
3. Per quale motivo in un sistema di trasmissione a chiocciola, quest´ultima non può mai essere l´utilizzatore
finale.
4. In un sistema di trasmissione a ruote dentate, un moto rotatorio viene trasformato in un .............................
5. Una particolare forma di ruotismo la troviamo nel .............. poiché qui il movimento non viene trasmesso
mediante ruote dentate oppure catena/cinghia, bensi mediante ...........................
6. Le pale di un mulino a vento ruotano quattro volte al minuto mentre la macina ruota soltanto due volte.
Calcolane il rapporto di trasmissione. Quale formula pensi di dover utilizzare?
7. La ruota motrice di un sistema a ruote in testa ha 99 denti mentre la ruota finale utilizzatrice ne possiede
33.
Dovresti calcolare il rapporto di trasmissione. Sai dire quale formula devi prendere?
8. Fai il calcolo del rapporto di trasmissione di un congegno di ruotismo a frizione di un giradischi.
Il diametro del piatto rotante e di 300mm mentre quello della rotella motrice e di 4mm. Cerca la formula necessaria!
9. C´ è da calcolare il rapporto di transmissione (iG) di un sistema di rapporto multiplo di trasmissione!
Il primo rapporto è
Il secondo
“
Il terzo
“
i = 4:1
i = 8:1
i = 3:1
Quale formula utilizzerai per calcolare (iG)?
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