Trasmissioni flessibili Si usano cinghie, funi, catene per trasmettere

ITIS G. CARDANO
Trasmissioni flessibili
Si usano cinghie, funi, catene per trasmettere il moto rotatorio continuo fra alberi disposti ad
una certa distanza.
Cinghie piatte
Si usano per la trasmissione di potenze relativamente basse e con rapporti di trasmissione
limitati. La trasmissione del moto è possibile perchè la resistenza d'attrito fra le superfici a
contatto di cinghia e puleggia è tale da impedirne lo slittamento. Il senso di rotazione dei
due alberi risulta concorde.
Per il rapporto di trasmissione si deve tener conto anche dello spessore (s) della cinghia:
 = 1/2 = n1/n2 = (d2+s)/(d1+s)

= velocità angolare;
n
= numero di giri;
d
= diametro
s
= spessore cinghia;
1
= indica la puleggia conduttrice;
2
= indica la puleggia condotta.
Durante il funzionamento, la tensione nel tratto di cinghia in arrivo sulla puleggia motrice
(tratto conduttore) è maggiore che nel tratto in arrivo sulla puleggia condotta (tratto
condotto). Passando dal tratto meno teso al tratto più teso, la cinghia è soggetta ad un
leggero aumento di lunghezza, per cui la velocità periferica della puleggia condotta è
leggermente inferiore a quella della puleggia conduttrice: da 0.5 al 2% .
Si dispone il sistema in modo che il tratto condotto sia quello superiore. Indicando con (T) la
tensione nel tratto conduttore e con (t) la tensione nel tratto condotto si ha:
T = F [ ef / (ef - 1)]
f
= coefficiente di attrito cinghia puleggia;

= angolo di avvolgimento puleggia motrice;
e
= base dei logaritmi neperiani 2.7182;
F
= forza tangenziale trasmessa.
Poiché la sezione resistente della cinghia viene calcolata in base alla tensione (T),
conviene che (f) ed (α) assumano i valori massimi possibili.
Gli angoli (γ), in radianti, si deducono dalla relazione:
sen γ = (r2 – r1) / I
Durante il funzionamento, gli alberi sono sollecitati a flessione dalla risultante delle tensioni:
T+t=4F
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Influenza della forza centrifuga sull’aderenza
La forza centrifuga, essendo diretta verso l’esterno, tende a ridurre l’aderenza tra la cinghia
e la puleggia. Di qui la necessità di maggiorare le tensioni in modo da compensare la
sollecitazione dovuta alla forza centrifuga:
T’ = T + ρ1 v2
t’ = t + ρ1 v2
indicando con (ρ1) la massa per unità di lunghezza della cinghia e con (v) la velocità
periferica.
Sollecitazione di avvolgimento nelle cinghie
Durante l’avvolgimento sulla puleggia, la cinghia è sollecitata a flessione.
Per determinare la sollecitazione unitaria basta moltiplicare l’allungamento relativo per il
modulo di elasticità a tensione:
σ = E Lrel = E s / (d + s )
Proporzionamento delle cinghie
Per il proporzionamento di una trasmissione con cinghia piatta, dati la potenza o il
momento da trasmettere e il numero di giri dei due alberi, si deve stabilire il valore della
velocità periferica (normalmente non più di 30 m/s) e i diametri delle due pulegge:
d1 = v 60 / π n1
d2 = v 60 / π n2
La larghezza ( b ) di una cinghia piatta si sceglie con la formula:
b = F/C
dove :
C è un coefficiente che dipende :
- del diametro della puleggia minore;
- della velocità periferica;
F = forza periferica da trasmettere [daN].
Per la determinazione della lunghezza di una cinghia piatta si considerano:
- l'interasse (I);
- i raggi delle due pulegge;
- gli angoli  [rad].
L = r1(π - 2γ) + 2 I cos γ + r2(π - 2γ)
Trasmissioni con cinghie trapezoidali
Hanno la sezione retta a forma di trapezio isoscele e sono costituite normalmente da un
nucleo di fili di cotone gommato, un riempimento di materiale molto flessibile e un
rivestimento esterno di tessuto gommato.
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Il nucleo centrale ha il compito di resistere alla trazione, riducendo al minimo l’allungamento
della cinghia; il riempimento segue facilmente le flessioni del nucleo; il rivestimento
assicura una buona aderenza tra cinghia e puleggia. Le sezioni sono caratterizzate dalle
misure della base maggiore e dall’altezza; in base alle norme UNI ne sono previste 6 ,
contrassegnate dalle lettere dell’alfabeto in ordine crescente di dimensioni:
- Z = 10 x 6 mm
- A = 13 x 8 mm
- B = 17 x 11 mm
- C = 22 x 14 mm
- D = 32 x 19 mm
- E = 38 x 25 mm
Anche le pulegge per le cinghie trapezoidali sono unificate; possono avere da una a sei
gole, con lo stesso angolo di apertura delle cinghie. La profondità delle gole è tale da
evitare il contatto della cinghia con il fondo.
Utilizzando cinghie trapezoidali è come se il coefficiente d’attrito assumesse un valore f ‘ >
f
Ciò consente di ridurre la tensione della cinghia ( e quindi il carico sugli alberi e sui
cuscinetti) e rende possibile l’impiego di pulegge di diametri anche notevolmente differenti,
con la conseguente possibilità di realizzare rapporti di trasmissione irrealizzabili con le
cinghie piatte.
I valori della potenza nominale che le diverse cinghie unificate possono trasmettere sono
riportati in tabelle UNI.
Trasmissioni con catene e cinghie dentate
Si usano quando è richiesto un rapporto di trasmissione rigorosamente costante e la
distanza fra gli alberi è tale da non consentire l'impiego di ruote dentate.
L’elemento di catena formato da due rulli consecutivi e dalle corrispondenti piastrine di
collegamento è detto maglia. La distanza fra gli assi di due rulli consecutivi è detto passo
della catena.
Catena Galle: è la più semplice, usata normalmente per la trasmissione di piccole potenze e per velocità periferiche
inferiori a 5 m/s. È costituita da rulli e da piastrine articolate sui perni dei rulli.
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Catena Zobel: è costituita da piastre esterne collegate ai perni dei rulli e piastre interne collegate a bussole montate folli
sui rulli. Rispetto alla catena galle è meno soggetta all'usura.
Catena a rulli: è come la catena Zobel con in più una seconda bussola folle sulla prima. Il rotolamento di quest'ultima sui
denti della ruota consente di ridurre al minimo le perdite per attrito.
Le cinghie dentate, più semplici affidabili e silenziose hanno sostituito le catene in molte
applicazioni.
Contrariamente a quanto avviene con le cinghie, nelle trasmissioni con catene il tratto
conduttore è quello superiore; inoltre non è necessaria una tensione preventiva per
assicurare l’aderenza.
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