GEAR2000 - CAM

Computer Aided Manufacturing Software
CAM SOFT s.n.c.
di dott. Marco Campironi & C.
Via Piemonte, 3
20064 GORGONZOLA ( MI ) ITALIA
Telefono ++39 02 95 14 748
Fax
++39 02 95 17 665
C.C.I.A.A. Milano n. 1098418
Part. I.V.A. e C.F. n. 05054550156
Indirizzo di posta elettronica e-mail : [email protected]
Sito Internet : www.camsoft.it
Cronologia delle pubblicazioni:
Prima edizione Settembre 2000
Seconda edizione Febbraio 2003
Terza edizione Febbraio 2004
Quarta edizione Aprile 2005
Quinta edizione Gennaio 2007
Sesta edizione Luglio 2007
Settima edizione Giugno 2008
Manuale Utente
GEAR2000
versione 03.07
Sommario
Indice Contenuti
3
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4
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19
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30
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41
Pag.2
Nuove Funzionalità
Avvertenze
La Società
I Servizi
Presentazione
Note per l’installazione
Finestra Principale
Nuova Ruota
Modifica dei dati
Ingranamento
Creazione dei Profili
Export 2D e 3D
Visualizzazione Grafica
Plottatura Tavola
Configurazione e personalizzazione
APPENDICE A – Profili Speciali ( ROOT, GEROTOR, WANKEL )
Compressore di ROOT
Pompe GEROTOR
GEROTOR Rotore ESTERNO Noto ( Archi di Cerchio )
GEROTOR Rotore INTERNO Noto ( Archi di Cerchio )
Compressore a Lobi CICLOIDALI
Motore WANKEL
APPENDICE B – Scanalati , Cremagliere e Pulegge
Accoppiamenti SCANALATI CILINDRICI secondo ISO 4156
CREMAGLIERA con Pignone a RULLI
PULEGGE per trasmissioni sincrone secondo UNI 8103 e DIN 7721-2
APPENDICE C – Ruote per CATENE ISO 606
Abbreviazioni
CAM SOFT Gear2000
Cronologia delle
nuove Funzionalità
Descrizione
Versione 02.00 Febbraio 2004
●
Inserimento calcolo per ruota in Hostaform.
Versione 02.00b
Settembre 2004
●
Passaggio automatico dei dati dal calcolo della ruota in Hostaform al calcolo del profilo tramite il pulsante ‘Modifica’
nella finestra principale.
Verifica dell’inserimento dei Diametri con valori imposti.
●
●
●
Inserimento di nuovi profili speciali : Compressore ROOT, Pompe GEROTOR e Motore WANKEL.
Nella finestra 3D e’ possibile , cliccando il tasto DX del mouse , accedere ad un menù contenente i comandi più
usati per la verifica del Solido Generato. Inoltre c’è la possibilità’ di cambiare il colore dello sfondo per avere una
migliore visualizzazione dell’immagine generata.
Versione 03.01 Luglio 2005
●
Memorizzazione delle informazioni dei profili e delle immagini in un unico documento in formato HTML.
Versione 03.02
Febbraio 2006
●
●
Memorizzazione nello stesso file di più oggetti solidi in formato IGES 3D.
Per i GEROTOR è possibile salvare nei Dati anche una tabella con i Punti di Controllo e , con la funzione Ritiro,
riscalare i Profili.
Versione 03.03
Settembre 2006
●
●
●
●
●
E' possibile evitare l'interferenza degli ingranaggi sotto carico.
Con Opzioni->Personalizza->Configurazione->Evolvente=1 si ottimizzano i punti dell'evolvente.
Si possono vedere i dati prima dell'effettivo caricamento (PREVIEW).
La funzione Salva3D è stata ampliata con i formati IGES3D,STEP,STL e VRML.
Per le Ruote Coniche è possibile inserire il raccordo di testa e modificare l'angolo del Cono Esterno.
Versione 03.04 Gennaio 2007
●
Inserimento di nuovi profili speciali : Ingranaggi SCANALATI, CREMAGLIERE con Pignone a Rulli e PULEGGE.
Versione 03.05 Giugno 2007
●
Implementazione della Versione DEMO di GEAR2000.
Versione 03.06 Luglio 2007
●
Profili di Ruote per CATENE ISO 606.
Versione 03.00
Aprile 2005
CAM SOFT Gear2000
pag. 3
Avvertenze
La CAM SOFT s.n.c. non fornisce alcuna garanzia in merito al presente materiale. Sono in particolare escluse le garanzie implicite sulla commerciabilità e sulla
idoneità in rapporto a impieghi specifici.
La CAM SOFT s.n.c. declina ogni responsabilità derivante da errori contenuti in questo manuale, o per danni (accidentali o no) derivanti dalla fornitura,
interpretazione ed uso dello stesso.
Questo documento ed i supporti magnetici allegati contengono informazioni di proprietà riservata, protette da diritto d'autore. Tutti i diritti sono riservati. Nessuna
delle parti del documento o del supporto magnetico potrà essere riprodotta (eccetto che a scopo di sicurezza e salvataggio) nè tradotta in altro linguaggio di
programmazione o in altra lingua senza preventivo consenso scritto della CAM SOFT s.n.c.
Le informazioni contenute in questo manuale sono soggette a variazioni senza preavviso.
I diritti dell'uso di questo documento, dei dischetti ( Floppy ) / delle cartucce a nastro / dei CD allegati è limitato al solo prodotto di riferimento e non può essere
copiato ed esteso a terzi senza preventivo consenso
scritto della CAM SOFT s.n.c.
La Societá
CAM SOFT s.n.c. dal 1982 progetta e realizza reti LAN e sistemi informativi tecnico scientifici, integrando prodotti e servizi.
CAM SOFT s.n.c. vantando una consolidata esperienza nel settore del CN si presenta sul mercato come solutore di problemi con una struttura esperta di
consulenza e sviluppo software.
CAM SOFT s.n.c. offre soluzioni vantaggiose nel settore CAD / CAM comprendenti:
• Consulenza organizzativa ed applicativa.
• Fornitura di sistemi.
• Sviluppo di software dedicato.
• Servizi vari.
I Servizi
CAM SOFT s.n.c. pone a disposizione degli Utenti la sua esperienza dando supporto alle aziende che operano nell'ambito della progettazione ( CAD ) e produzione
meccanica ( CAM ) .
Pag.4
CAM SOFT Gear2000
L'insieme dei servizi comprende:
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Fornitura del software su Floppy disk , CD o tramite E-mail , unitamente alla licenza legata ad una chiave hardware da inserire nella porta parallela.
L'installazione é completamente guidata da una procedura di Setup .
Consulenza tecnica, commerciale e organizzativa nella fase di pre-vendita.
Servizi d'assistenza all'avviamento e all'utilizzo del sistema.
Formazione del personale tecnico attraverso corsi ed aggiornamenti per assicurare l'assimilazione delle tecnologie di lavoro.
Aggiornamento periodico del software e aggiunta di nuovi moduli.
Supporto completo post-vendita con assistenza in "loco" e consulenza telefonica.
Supporto personalizzato.
Presentazione
GEAR2000 é un’applicazione orientata alla verifica ed alla ottimizzazione di una coppia di ruote dentate (ingranaggio), in relazione alle condizioni di funzionamento
ed accoppiamento ed in rispetto delle
norme DIN 58400-58405-3960-867 .
GEAR2000 definisce inoltre il profilo del fianco ed il profilo di fondo al fine di ottenere un percorso utensile idoneo a realizzare i componenti di un eventuale stampo.
Le tipologie analizzate sono:
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●
Ingranaggi cilindrici assi paralleli, esterni ed interni a dentatura diritta ed elicoidale .
Ingranaggi cilindrici a norma Cetheor .
Ingranaggi esterni a dentatura diritta, assi concorrenti
Verifica della resistenza meccanica per coppia: vite in acciaio / ruota in Hostaform® .
Compressore ROOT, Pompe GEROTOR , Motore WANKEL , Ingranaggi cilindrici SCANALATI, Cremagliere a Rulli , PULEGGE e Ruote per Catene.
Funzionalità principali
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●
●
●
Verifica interferenza ed analisi strisciamenti con o senza variazione d’interasse; proposta della soluzione ottimizzata.
Simulazione grafica dell’ingranamento e verifica del gioco.
Ricalcolo e verifica, in rispetto delle norme DIN, di tutti i dati inseriti; eventuali incongruenze vengono evidenziate ed é richiesta la eventuale deroga alle
norme stesse.
Calcolo del profilo del dente e della ruota ,generazione dei file CAD in formato DXF , MI ed IGES3D.
Output grafici secondo norme DIN, visualizzazione e stampa di tutti i dati imposti e calcolati.
Archiviazione dei dati con la possibilità di caricare e modificare un progetto precedentemente memorizzato.
CAM SOFT Gear2000
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Benefici
● L’ambiente WINDOWS® consente elevate potenzialità e semplicità d'uso , l’inserimento con WIZARD , DIALOG-BOX ed ICONE facilita la verifica o la
sostituzione dei parametri inseriti.
● Ridotto numero di parametri da impostare , i parametri omessi vengono ricalcolati secondo le norme DIN.
● Modifica interattiva dei parametri.
● Sviluppo e verifica dell’analisi in tempi brevi , il progettista può operare una scelta tra le soluzioni ottenute e quelle proposte con ottimizzazione.
● Verifica in tempo reale sugli output grafici ed alfanumerici che annulla le possibilità di errore.
● GEAR2000 é integrabile con altri applicativi di CAM SOFT s.n.c. dedicati alla esecuzione di pezzi meccanici su Macchine a CN .
Note per l’installazione
GEAR2000 funziona in qualsiasi ambiente Windows® .
La configurazione hardware minima richiesta é un PC con processore PENTIUMIII® , 256 Mb di memoria RAM ed una memoria di massa ( capacità disco ) in
funzione della quantità di files da archiviare dato che lo spazio necessario all'installazione del programma é di soli 40 Mb .
La risoluzione grafica del monitor minima consigliata e’ 1024x768 pixel.
Nei Sistemi Operativi Windows® NT , 2000 , XP e Vista assicurarsi di essere utente Amministratore ( ADMINISTRATOR ) prima di iniziare l’installazione .
➔ Inserire il CD-ROM nell’unità CD/DVD-ROM .
➔ Se la procedura automatica di installazione non si avvia dopo alcuni secondi :
➔ Accedere al contenuto del CD-ROM da Risorse del computer , selezionare l’unità CD-ROM e fare un doppio CLICK sul file Gear2000\Setup.exe .
➔ Portare a termine la procedura di installazione confermando le istruzioni che verranno visualizzate.
➔ NON RIAVVIARE IL SISTEMA.
➔ Inserire la chiave hardware di protezione nella porta parallela o USB .
➔ Visualizzare il contenuto del CD-ROM .
➔ Fare doppio CLICK sul file Setup.bat del direttorio floppy_exsekey .
➔ Completare la procedura, togliere il CD-ROM dall’unitá e RIAVVIARE IL SISTEMA ( solo per Windows® NT e 2000 ).
Siete ora pronti ad utilizzare il programma accedendovi dal menù di Start (AVVIO) → Programmi → CAM-SOFT → GEAR2000.
Se GEAR2000 dovesse funzionare in modalità DEMO occorre verificare la Licenza e, nel caso in cui la chiave di protezione ( IDModule )
non venga riconosciuto,
utilizzare la funzione
Attiva IDModule
presente nel menù ? .
E' possibile installare
GEAR2000 anche su altri
computer semplicemente
copiando l'intera cartella C:\CAM-SOFT e , dopo aver spostato fisicamente la chiave di protezione sul PC che deve utilizzare il programma, Attivare l' IDModule .
Pag.6
CAM SOFT Gear2000
Finestra Principale
All' avvio del programma compare la finestra principale dove sono attivi i comandi Nuova , Carica e Manuale.
CLICKando Nuova Ruota
compare la finestra per la selezione del tipo di Ingranaggio o Profilo Speciale ( Figura 1 ) consentendone l'inserimento ex-novo dei dati di
definizione.
TIPOLOGIE ANALIZZATE:
● Ingranaggi a DENTI DRITTI o ELICOIDALI , interni ed esterni
● Ingranaggi CONICI ad assi concorrenti
● Accoppiamenti SCANALATI CILINDRICI ISO 4156
● Pompe GEROTOR
● Compressore a Lobi Cicloidali
● Compressore ROOT
● Motore WANKEL
● Cremagliere con Pignone a Rulli
● Pulegge UNI 8103 e DIN 7721-2
● Ruote per CATENE ISO 606
Carica Dati
Per il caricamento di dati precedentemente salvati.
Manuale
Per la visualizzazione di questo aiuto in linea.
Figura 1 - finestra principale
con Nuova selezione del tipo
di Ingranaggio
CAM SOFT Gear2000
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Nuova Ruota
CLICKando il pulsante compare un menù guidato ( WIZARD ) composto da più pagine ; questo menù rimane attivo fino al completamento dell'input
ed é possibile avanzare di una pagina con il tasto Continua o tornare alla precedente con il tasto Indietro .
Se non si utilizza il tasto Interrompi che termina l'inserimento dei dati, si giunge all'ultima pagina e quindi con il tasto Fine viene creato il profilo del dente.
( WIZARD di inserimento Nuova Ruota ; Figure 2, 3 e 4 ).
Ovviamente se nel menù iniziale ( Figura 1 )
viene selezionata la RUOTA CONIUGATA Conosciuta compariranno anche le finestre per inserire
valori relativi alla ruota coniugata , inoltre se viene attivato il flag
ANALISI ED EQUILIBRATURA DEGLI STRISCIAMENTI , sempre durante l'inserimento dei dati,
comparirà un grafico ( Figura 5 ) con l'indicazione dei valori degli strisciamenti specifici derivanti dai
dati imposti e quelli ottimizzati dal programma attraverso il calcolo di dati alternativi proposti
( Figura 6 ).
Pag.8
CAM SOFT Gear2000
Figura 5 - analisi ed equilibratura strisciamenti
Dopo l’analisi i dati utilizzati sono quelli Imposti , é tuttavia
possibile selezionare i dati Calcolati cliccando nella
DIALOG-BOX sulla colonna dei dati stessi ( Figura 6 ) .
Figura 6 – dati Imposti o Calcolati
CAM SOFT Gear2000
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Ad inserimento completato nella parte destra della finestra principale , oltre ai comandi già presenti, ne vengono attivati di nuovi :
Salva consente di memorizzare i dati inseriti .
Modifica permette di modificare i dati precedentemente inseriti ed equivale al comando Carica quando sfrutta l'opzione Solo
Dati ( Figura 7 ). Perché la modifica abbia effetto e necessario giungere nuovamente all'ultima pagina e confermare con il tasto
Fine ; se si è utilizzata precedentemente la funzione Verifica Vite Senza Fine – Ruota Elicoidale in HOSTAFORM è
possibile calcolare il profilo dell’ ingranaggio con gli ultimi dati verificati.
Figura 7 –
Carica Solo
Dati
Figura 8 – Carica Visualizza Solido
Se invece si utilizza l'opzione Visualizza Solido il programma caricherà l'ingranaggio creando subito il modello solido nella modalità
definita dalle 3 opzioni alternate Preview, Solido Semplice e Solido ( Figure 9, 10 ed 11 ).
Pag.10
CAM SOFT Gear2000
La differenza fra queste 3 scelte dipende dal fatto se devo o meno salvare un modello
solido dell'ingranaggio per esportarlo in un
programma di modellazione solida
( funzione Salva 3D ) oppure no, se devo
semplicemente cercare una lavorazione già
fatta e non mi serve il solido definito in modo
preciso dato che , a seconda che abbia a
disposizione un Personal Computer potente o
meno, la generazione del suddetto può
impiegare anche tempi relativamente lunghi.
L'immagine a sinistra è la Preview ed è la più
veloce , quella in centro è la Solido
Semplice e genera oggetti senza raccordi e
trimmature varie, quella a destra invece è la
Solido più precisa e completa.
Figure 9,10 ed 11 – Modalità di generazione del Solido
CAM SOFT Gear2000
pag. 11
Ingran. Verifica l'ingranamento tra Pignone e Ruota oppure tra Ruota e Cremagliera ; compare una nuova finestra ( Figura 12 ) ,alternativamente
per Ruota o Pignone , nella quale é possibile verificare il gioco in funzione di una variazione d'interasse, verificare il valore del rapporto di condotta
ed ingrandire e parametrizzare la simulazione inserendo l'angolo di partenza ed il passo angolare.
Figura 12 – Ingranamenti Pignone e Ruota
Se durante la simulazione dell'ingranamento, il profilo del dente non viene rappresentato in modo corretto, é possibile che si debba agire sul Numero di Punti
inserito ( vedi Figura 4) , infatti tale numero indica quanti punti sono richiesti nella definizione del profilo dell'evolvente; si consiglia di inserire un punto per ogni
mezzo millimetro di altezza del dente.
Pag.12
CAM SOFT Gear2000
Se il numero inserito é troppo basso, l'approssimazione del fianco puó comportare una variazione sul calcolo delle quote rulli o della quota di Wildhaber.
Se il numero é troppo elevato, la ridotta dimensione degli archi tangenti potrebbe compromettere la precisione nella definizione degli stessi nel formato ISO.
Un altro risultato disatteso si può verificare se i dati del raccordo di piede o di testa non sono conformi alle norme DIN ed incompatibili con le dimensioni del dente
(generalmente troppo grandi).
Solido , Pignone e Ruota
Una volta terminato l'inserimento dei dati costruttivi é possibile generare i profili delle ruote da realizzare, ovviamente il pulsante Ruota comparirà solamente se ho
intenzione di realizzare anche la Ruota Coniugata ( vedi Figura 2 ).
CLICKando il comando compare una DIALOG-BOX ( Figura 13 ) in cui
si può scegliere di generare, non solo una ruota completa , ma anche una
parziale di un numero di denti specificato.
Figura 13 – Dati per la costruzione del Profilo da realizzare
CAM SOFT Gear2000
pag. 13
Per le Ruota Coniche invece compaiono altre DIALOG-BOX ( Figura 14 e 15 ) in cui inserire i valori tipici di questo tipo di ingranaggi.
In molte di queste finestre di inserimento dati , per
aiutare l'operatore, vengono visualizzati dei disegni
con quote che riportano i valori da inserire.
Figura 14 – Dati per la costruzione del Pignone Conico
Figura 15 – Dati per la costruzione della Ruota Coniugata Conica
Pag.14
CAM SOFT Gear2000
Se ho anche la Ruota Coniugata, CLICKando
Ruota devo inserirne lo spessore SR
( Figura 15 ) per ottenere l'accoppiamento degli
ingranaggi ( Figure 16 e 17 ).
Una volta generati i solidi vengono attivati , nella
parte sinistra della finestra principale, i comandi
di Visualizzazione in parte disponibili anche nel menù a discesa che appare quando si CLICKa con il tasto destro del Mouse sullo sfondo.
CAM SOFT Gear2000
pag. 15
Contemporaneamente vengono attivati una serie di comandi nella finestra principale:
Nella parte in basso a destra quelli per gli Output.
Dati Salva i dati in un documento HTML che, oltre a contenere tutti i dati costruttivi dell'ingranaggio, ne salva anche l'immagine
corrente nella finestra principale. Questo tipo di documento è leggibile con qualsiasi programma di navigazione Internet ( Internet
Explorer, Firefox ecc. ecc.).
Salva 2D Esporta il Profilo in 2D, la scrittura del file MI o DXF é riferita all’elemento attivo nella finestra 3D; nel caso coppia RuotaPignone, quando vengono rappresentati entrambi i solidi, occorre selezionare una delle ruote CLICKandola con il mouse. La ruota
attiva sarà quella con i bordi evidenziati dal contorno. Il profilo attivo e visualizzato può essere memorizzato in uno dei due formati
CAD previsti:
● MI , formato tipico del CAD ME10® di HEWLETT-PACKARD® versione 2.02 non compressa , una delle più vecchie , per renderlo
compatibile anche con le prime versioni del CAD ME10® .
● DXF , formato generico DXF non compresso tipico del CAD AutoCAD® .
Salva 3D Esporta il Solido in file 3D nei formati IGES3D,STEP,STL e VRML tipici dei Modellatori Solidi.
Le Cartelle di salvataggio ( Salva in : dati ) possono essere personalizzate utilizzando il comando Personalizza del menù Opzioni .
Nella parte di sinistra invece i comandi per la Visualizzazione Grafica che servono per verificare l'ingranaggio, per simulare l'ingranamento ed
ingrandire le zone interessate; nell'ordine dall'alto al basso abbiamo Ottimizza, Ingrandisci Finestra, Ingrandimento Dinamico, Sposta, Vista
Frontale, Vista da sopra, Vista da sinistra, Vista da dietro, Vista da destra, Vista da sotto, Vista Assonometrica ( Default ), Ruota, Modello
Solido ( Default ), Modello in Wireframe (lento).
Alcuni di questi comandi sono anche disponibili in un menù a discesa che compare premendo sullo sfondo con il tasto destro del mouse.
Racchiusi in Muovi poi ci sono i comandi per la simulazione Play (inizia la simulazione), Pausa e Step che muove la posizione di un passo
definibile premendo sul cursore a discesa ( il numero 1 indica i gradi per ogni passo ).
Pag.16
CAM SOFT Gear2000
Tavola Crea una tabella con disegno da plottare o esportare in DXF per poter importare l'ingranaggio ( e la tabella ) in qualsiasi disegno CAD.
La plottatura , come la scrittura dei files MI e DXF , é riferita all’elemento attivo nella finestra 3D.
Compare una nuova finestra con la
visualizzazione dell'output che può essere:
●
●
●
●
Salva Immagine
in formato .BMP ( Bitmap Windows ) per
importarlo in documentazioni grafiche.
Salva DXF
per importarlo in un file CAD.
Salva Tabella
in formato testo .TXT per avere un
output più generico possibile .
Stampa
per plottarlo su stampante o plotter.
Tavola
CAM SOFT Gear2000
pag. 17
Configurazione e personalizzazione
É possibile configurare GEAR2000 in modo che ,quando inizia una nuova sessione di lavoro, alcune impostazioni vengano lette sempre uguali.
Utilizzando il comando Personalizza del menù Opzioni si possono cambiare :
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CAM SOFT Gear2000
Appendice A - Profili Speciali
Lo studio si pone come finalità la definizione di alcune tipologie di profili speciali dedicati alla costruzione delle pompe.
Ne sono state individuate alcune che rivestono un particolare interesse costruttivo e sono caratterizzate dalla applicazione ed utilizzo di generiche coppie di ruote
dentate esterne/interne, ciascuna con specifiche modalità funzionali nel settore dei motori a combustione interna :
•
•
•
Compressore Root.
Pompe di lubrificazione del tipo GEROTOR.
Motore Wankel
Per ciascuna tipologia è proposto un metodo di calcolo del profilo utilizzato, con modalità parametriche, utilizzando la minima indispensabile sequenza di INPUT.
Nell'analisi si prescinde da qualsiasi attività di progettazione. Particolare riferimento è fatto agli studi sviluppati dal Politecnico di Torino (Dipartimento di Energetica)
e da Magneti Marelli (Divisione Componenti Meccanici).
Compressore di ROOT
Questo tipo di pompa presenta i seguenti vantaggi :
1. Grande Portata.
2. Profili Coniugati in contatto o in prossimità di contatto continuo.
3. L’impiego più frequente appare nei motori a carter secco per l’aspirazione del lubrificante e
relativi vapori dal carter del motore.
Ulteriori impieghi si rilevano nell’industria tessile per il soffiaggio di aria calda per
l’essicazione dei tessuti.
Essendo il compressore Root reversibile può essere utilizzato come compressore o come
pompa, trova quindi un larghissimo impiego nella misurazione della portata di fluidi.
4. Non è necessario lubrificare il contatto fra i rotori in quanto fra di essi è possibile mantenere
un gioco controllato, fra le superfici coniugate non vi è quindi strisciamento nel moto
relativo. Per ottimizzare il rendimento lo stesso minimo gioco deve essere mantenuto fra
rotori e carter.
E’ parimenti necessario mantenere rigorosamente la posizione reciproca fra i rotori: ciò
viene garantito da una coppia di ruote dentate con rapporto di trasmissione 1 : 1
5. Fra gli svantaggi è opportuno notare che la portata istantanea non è costante.
Compressore di ROOT a 3 Lobi
CAM SOFT Gear2000
pag. 19
Anche le rollette R1 , R2 .... Ri hanno uguale diametro
I profili coniugati sono costituiti da Epicicloidi ed Ipocicloidi ciascuna per il numero dei Lobi.
La dimensione fondamentale è costituita dall’interasse fra i due rotori IY ,
i due cerchi primitivi sono sempre supposti uguali, la somma dei loro diametri, C1 + C2 è uguale ad IY.
Anche le rollette R1 , R2 ..... Ri hanno uguale diametro.
IY : Interasse di funzionamento dei lobi del
compressore, distanza tra i 2 centri.
Calc : Passo di calcolo espresso in gradi.
Dist : Distanza minima fra i punti di calcolo ottenuti
con Calc ( Si suggerisce l’adozione di 0.2 mm )
JMAX : Gioco Max di accoppiamento ammesso,
questo valore consente di definire il valore di Offset
(Equidistanza) da applicare al profilo.
Il suo valore è definito dalla seguente :
Off = ( JMAX - ( 0.min - 0.max ) /2 ) * K
in cui K è un parametro gestibile dall’Utente che si
prefigge di garantire la presenza di un gioco minimo
anche quando Iy risulta essere realizzato con il valore
minimo di scostamento.
Il valore di Off risulta sempre < 0
K assume invece valori sempre > 1
( Si suggerisce l’adozione di 1.1 )
Verifica della portata della pompa :
La portata è calcolabile parametricamente rispetto al numero dei Lobi ed al rapporto fra l’area delle camere e l’area del quadrato avente lato uguale all’interasse fra i
lobi, il parametro utilizzato è denominato “K” (per N=2 vale 1,78) .
La portata è espressa in litri / min .
Pag.20
CAM SOFT Gear2000
Pompe di lubrificazione tipo GEROTOR
Questo tipo di pompe è comunemente utilizzato
per la lubrificazione forzata dei motori
endotermici.
La pompa è il cuore del motore e provvede alla
lubrificazione di varie sue parti in movimento.
La maggior parte delle pompe sono costituite da
quattro elementi :
1. Il corpo principale (carter)
2. Il coperchio
3. L’insieme di due rotori, uno interno,
l’altro esterno
4. La valvola limitatrice di pressione.
Si prescinde da qualsiasi considerazione
progettuale e ci si occupa esclusivamente
dell’insieme dei due rotori, esterno ed interno,
per la definizione dei loro profili.
GEROTOR : Rotore Esterno noto composto da archi di cerchio (Condizione 1).
Per i rotori sono analizzate due tipologie fondamentali derivanti da :
1. Rotore esterno o interno introdotto come riferimento geometrico di partenza.
2. Caratteristiche geometriche del profilo del rotore.
Si possono quindi avere le due condizioni di riferimento di cui la seconda si suddivide in due ulteriori sottocondizioni :
CAM SOFT Gear2000
pag. 21
Condizione 1 - Rotore esterno noto
Gli elementi geometrici sono costituiti da ARCHI DI CERCHIO ed il
disegno del Rotore Esterno è autocostruito tramite i dati forniti in INPUT.
L’Eccentricità, anche se fornita, viene verificata in quanto legata alle
grandezze DeRi e G
ed indica la distanza tra il centro del Profilo del ROTORE INTERNO e
quello del Profilo dello STATORE ESTERNO.
dati per GEROTOR Condizione 1.
Pag.22
CAM SOFT Gear2000
Calc : Passo di calcolo in gradi
( Si suggerisce l’adozione di 0.5 gradi )
Dist : Distanza minima fra i punti calcolati
( Si suggerisce l’adozione di 0.2 mm )
JMAX : Gioco Max di accoppiamento ammesso ,
questo valore consente di definire il valore di Offset
(Equidistanza) da applicare al profilo calcolato.
Il suo valore è definito dalla seguente :
Off = ( JMAX - ( Si.min - Se.max ) /2 ) * KK * (-1)
In cui :
Si.min = Valore inferiore di Scostamento del
Diametro Interno del Rotore Interno
Se.max = Valore superiore di Scostamento del
Diametro Interno del Rotore Esterno
KK è un parametro gestibile dall’Utente che si
prefigge di garantire la presenza di un gioco minimo
anche quando i due diametri di riferimento risultano
essere realizzati con il valore minimo di
scostamento.
Il valore di Off risulta sempre < 0
KK assume valori sempre > 1
( Si suggerisce l’adozione di 1.1 )
CAM SOFT Gear2000
pag. 23
Condizione 2a - Rotore interno noto
Gli elementi geometrici sono costituiti da
ARCHI DI CERCHIO.
Il disegno del Rotore Interno è autocostruito
tramite i dati forniti in INPUT , viene generato
con accuratezza mantenendo fisso il valore di
STi con la posizione del suo centro e
ricalcolando, per verifica, il valore del raggio SFi
che deve risultare contemporaneamente
tangente al diametro DiRi ed ai raggi adiacenti
STi .
GEROTOR : Rotore Interno noto
Pag.24
CAM SOFT Gear2000
STi
Raggio del cerchio generatore della testa del lobo
del Rotore Interno
Sfi
Raggio di fondo del lobo (Valore verificato
attraverso il calcolo del Raggio Tritangente sui raggi
STi , RRi , STi )
Calc : Passo di calcolo in gradi
( Si suggerisce l’adozione di 0.5 gradi )
Dist : Distanza minima fra i punti calcolati
( Si suggerisce l’adozione di 0.2 mm )
JMAX
Gioco Max di accoppiamento ammesso che
consente di definire il valore di Offset (Equidistanza)
da applicare al profilo calcolato. Il suo valore è
definito dalla seguente :
Off = ( JMAX - ( Si.min - Se.max ) /2 ) * KK * (-1)
Dove Si.min = Valore inferiore di Scostamento del
Diametro Interno Rotore Interno
Se.max = Valore superiore di Scostamento del
Diametro Interno Rotore Esterno
KK è un parametro gestibile dall’Utente che si
prefigge di garantire la presenza di un gioco minimo
anche quando i due diametri di riferimento risultano
essere realizzati con il valore minimo di
scostamento.
Il valore di Off risulta sempre < 0
KK assume valori sempre > 1
( Si suggerisce l’adozione di 1.1)
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Condizione 2b - Compressore a Lobi Cicloidali
Il Rotore Interno è noto ed è composto da
elementi geometrici costituiti da Profili
CICLOIDALI.
Si considera il rotore interno costituito da un
tratto di Epicicloide e da un tratto di Ipocicloide.
Le Rollette di generazione della Epicicloide e
della Ipocicloide possono avere diametro
differente.
Le caratteristiche fondamentali sono costituite
dal valore del
Diametro del Cerchio di Riferimento (DC1),
dal valore dell’Eccentricità (e)
e dal numero dei lobi del rotore interno (N).
I diametri Esterno ed Interno del rotore Interno
sono funzione diretta dei dati forniti.
Generazione, per inviluppo, del profilo del
ROTORE INTERNO a 3 Lobi partendo da un
ROTORE ESTERNO a 4 Lobi.
GEROTOR con Profilo Cicloidale
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DC1
Diametro del cerchio di riferimento ridotto del valore
medio di tolleranza : ( Si.min + Se.max ) /2
PR
Rapporto fra il diametro delle Rollette PR=RollR1 /
RollR2 (Sempre PR > 1 )
Calc : Passo di calcolo in gradi
Dist : Distanza minima fra i punti calcolati
( Si suggerisce l’adozione di 0.2 mm )
JMAX
Gioco Max di accoppiamento ammesso che
consente di definire il valore di Offset
(Equidistanza) da applicare al profilo del Rotore
Esterno che sarà in seguito calcolato.
Il suo valore è definito dalla seguente :
Off = ( JMAX - ( Si.min - Se.max ) /2 ) * KK
dove Si.min = Valore inferiore di Scostamento del
Diametro Interno del Rotore Interno ,
Se.max = Valore superiore di Scostamento del
Diametro Esterno del Rotore Interno ,
KK è un parametro gestibile dall’Utente che si
prefigge di garantire la presenza di un gioco minimo
anche quando i due diametri di riferimento risultano
essere realizzati con il valore minimo di
scostamento. KK assume valori sempre > 1.
Il valore di Off risulta sempre > 0
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Motore WANKEL
I primi studi relativi al motore con pistone
rotativo (stantuffo rotante) risalgono al 1920
(Umpleby) ed hanno raggiunto un livello
applicativo nel 1963 (NSU) con la realizzazione
di una autovettura equipaggiata con tale motore.
La rotazione del pistone o stantuffo rispetto alla
camera è pilotato da una coppia di ruote
dentate, l’una con dentatura interna solidale con
il pistone, l’altra con dentatura esterna solidale
con la camera, quindi fisso.
Il rapporto del numero dei denti è uguale a
quello fra il numero dei vertici del rotore ed il
numero dei lobi del profilo dello statore.
Si fa rilevare che tutte le aziende che hanno
intrapreso la costruzione di motori Wankel
hanno scelto il tipo con camera a due lobi e
rotore a tre vertici.
Il profilo dello statore è costituito da una
EPITROCOIDE mentre il profilo del rotore
(definito profilo limite) è generato dall’inviluppo
interno del profilo dello statore, nel suo moto
rispetto al rotore considerato fisso.
Sono così stati definiti alcuni dei parametri
fondamentali idonei a definire la geometria del
motore :
•
•
•
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• Statore a profilo Epitrocoidale.
Numero dei Lobi dello Statore (K – 1), indi numero dei vertici del Rotore K.
La relazione tra la velocità di rotazione dell’albero motore e del rotore ω=K*ωR in cui ω=velocità di rotaz. del motore e ωR= velocità di rotaz. del rotore
Un ulteriore parametro determinante è costituito dal valore dell’Eccentricità ( o braccio di manovella ) e ( 0 < e < b ) .
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Si possono quindi verificare le seguenti
condizioni, sufficienti a generare i profili di
statore e rotore del motore, correttamente
dimensionato, quando siano noti :
R : Raggio del cerchio circoscritto del pistone a
tre vertici
Semi-Asse Maggiore = R + e
Semi-Asse Minore = R – e
Raggio della circonf. di base a = ( 2 * R ) / 3
Raggio della circonf. generatrice b = R / 3
a : Raggio della circonferenza di base
Raggio della circonf. generatrice b = a / 2
Raggio del cerchio circoscritto del pistone a tre
vertici R = a + b
Semi-Asse Maggiore = R + e
Semi-Asse Minore = R – e
b : Raggio della circonferenza generatrice
Raggio della circonferenza di base a = b * 2
Raggio del cerchio circoscritto del pistone a tre
vertici R = a + b
Semi-Asse Maggiore = R + e
Semi-Asse Minore = R – e
Il rapporto di trasmissione del cinematismo
vale : RS / RS1 = ( K – 1 ) / K
Nel caso dell’Epitrocoide a due archi in cui
K = 3 , risulta RS / RS1 = 2 / 3
Nel motore Wankel Il movimento è materializzato sostituendo alla circonferenza di raggio RS un ingranaggio fisso a dentatura esterna con raggio primitivo RS , e ad
RS1 un ingranaggio a dentatura interna con raggio primitivo RS1.
Disponendo dei dati in INPUT sopra analizzati, relativi alle condizioni 1, 2, o 3, è possibile tracciare il profilo parziale dello statore.
L’inviluppo interno del profilo dello statore, Epitrocoide, restituisce il profilo limite del Rotore, nella simulazione, lo Statore rimane fermo, il rotore ruota entro lo
statore muovendo il suo Zero ( Punto equidistante dai vertici ) sulla circonferenza con raggio uguale alla eccentricità.
Il Rotore o Pistone, compie nel frattempo tre giri di rivoluzione planetaria, intorno al suo Zero, per ciascun giro di rotazione della manovella, rappresentata dallo
eccentrico e.
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Appendice B - Scanalati , Cremagliere e Pulegge
Accoppiamenti SCANALATI CILINDRICI
Motivazione dello sviluppo dell’applicazione
La procedura è inserita al fine di generare il profilo dello
scanalato Interno per la lavorazione,
la norna prevede moduli da 0.25 a 10 con progressione
definita conforme alla ISO 4156, estremi inclusi, ed angoli di
pressione normali di 30°, 37.5° e 45° ;
per l'angolo di pressione normale di 45° i moduli
contemplati dalla norma sono da 0.25 a 2.5, estremi
inclusi.
Essendo i criteri di gestione del dimensionamento del dente
completamente parametrici si è ritenuto di lasciare libertà di
azione all’Utente per quanto concerne la scelta del modulo,
dell’angolo di pressione normale e del gioco; si può quindi
generare uno scanalato completamente personalizzato
indipendentemente da quanto definito dalla Norma in
riferimento.
Il programma fornirà un avviso all'Utente segnalandogli la
"Deroga alla Norma ISO 4156".
E’ inoltre possibile selezionare l’opzione per l’inserimento di
raccordi interi sia sul diametro di testa che di fondo.
Selezionando le tipologie Utente UT e’ possibile ricavare lo
Spessore Circonferenziale del dente partendo dall’input
della quota di Wildhaber o dalla quota rulli.
Prima finestra di inserimento dei dati costruttivi
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Selezionando la Tipologia UT compare il pulsante
Imponi o ricava Spessore Circonferenziale
con il quale si accede alla finestra per il calcolo del
VALORE SPESSORE CIRCONFERENZIALE
inoltre vengono abilitati il Raccordo di Testa Rk
ed il Raccordo di Piede Rf
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Continuando nell'inserimento dei dati occorre definire la precisione di calcolo del profilo dei
denti tramite:
Solido Completo generato
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CREMAGLIERE DI PRECISIONE CON PIGNONE A RULLI
Motivazione dello sviluppo dell’applicazione
Si tratta di una proposta di tecnologia avanzata che si prefigge di
rivoluzionare i sistemi di trasformazione del moto rotatorio in moto rettilineo.
Il nuovo sistema elimina la presenza di giochi e garantisce posizionamenti
precisi su lunghe distanze consentendo l’operabilità ad alte velocità.
Il sistema prevede l’utilizzo di una cremagliera con denti a profilo Cicloidale
generato da un pignone rotolante sui fianchi dei denti della cremagliera, il
pignone consiste di una serie di rulli, disposti sulla sua circonferenza
primitiva, supportati da cuscinetti a rullini.
Il sistema si propone di raggiungere una serie di finalità come segue :
- Riduzione dell’usura e della manutenzione.
- Conservazione nel tempo delle caratteristiche di precisione.
- Eliminazione dei giochi in entrambe le direzioni.
- Eliminazione dei problemi relativi agli di errori cumulativi comuni alle viti a
circolazione di sfere.
La sperimentazione ha rilevato valori di ripetibilità entro ± 0.0127 mm
( ± 0.0005 inch) a velocità estremamente elevate sino a
600 m/min (10 m/sec o 34 ft/sec).
Anche a queste velocità estreme, in funzione del basso livello di attrito, non
si generano problemi derivanti da usura e surriscaldamento dei componenti.
Dati di INPUT per la generazione della Cremagliera:
Prima finestra di inserimento dei dati costruttivi base
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Prima finestra di inserimento dei dati costruttivi base
Seconda finestra di inserimento per definire la Cremagliera
Solidi Completi generati
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PULEGGE per trasmissioni sincrone
IL Profilo delle Pulegge per trasmissioni sincrone è definito in funzione delle Norme UNI 8103 e DIN 7721-2.
La Norma UNI 8103 definisce le pulegge con passo fisso di
9.525 mm ( 3/8 “ ) e fianco ad evolvente dedicate
all'automotive.
Le pulegge rispecchiano due caratteristiche dimensionali, in
funzione del loro specifico impiego :
● Tipo A con numero di denti ≥ 19 ( per motori ciclo
Otto )
● Tipo AH con numero di denti ≥ 21 ( per motori ciclo
Diesel )
La Norma DIN 7721-2 contempla pulegge dentate con
passo metrico e profilo del fianco trapezoidale.
Le tipologie sono definite in funzione del passo in mm con
T2.5, T5, T10, T20 e del
numero di denti Z da 10 a 96 ; per questa Norma il fianco
ad evolvente non è comunemente utilizzato.
Puleggia con fianco trapezoidale
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Dopo aver scelto il Tipo di NORMA
da utilizzare ed aver inserito i
Dati Principali ( quelli in rosso )
occorre sempre CLICKare il pulsante
CALCOLA .
Così facendo vengono letti i
Dati Calcolati nelle tabelle delle
NORME e si può quindi continuare
premendo il pulsante Fine .
Prima della generazione della Puleggia
i dati vengono verificati e ,
se conformi alle NORME ,
appaiono i Diametri Teorici dei Rulli di
CONTROLLO.
Inserendo quelli a disposizione verranno
poi calcolate le Quote Rulli reali.
Premendo il pulsante OK si generano i
profili ed il solido della Puleggia.
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Un attimo di attenzione in più comporta
l'utilizzo del Tipo di NORMA Libero .
Con questa soluzione è possibile inserire
i dati per generare delle Pulegge che non
rientrano nelle tabelle normalizzate.
Per esempio, se conosco il
Diametro esterno d0 (56mm)della
Puleggia posso inserirlo nella casella a
destra di quella della NORMA
( spuntandolo per utilizzarlo ) e,
CLICKando CALCOLA vengono
ricalcolati i parametri legati allo stesso ;
nell'esempio vengono calcolati i parametri
a (0,803066mm) e df (51,74mm).
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Esempi di solidi e dati generati per le Pulegge:
Puleggia DIN7721-2.
Ingrandimento Puleggia
UNI 8103 Tipo A.
Esempio di report dei Dati in formato HTML.
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Appendice C - Ruote per CATENE
Definizione Profilo di Ruote dentate per catene per la trasmissione meccanica di potenza ed applicazioni connesse secondo le NORME DIN 8187 / ISO 606:2004.
La simbologia utilizzata nella stesura dell'analisi
è la stessa utilizzata dalle Norme: DIN 8187-2 ,
ISO 606:2004 , UNI 7888-1978
ed UNI 7889-1978.
Sono definite le Specifiche per le ruote dentate
da utilizzare con catene di trasmissione di
precisione a rulli, conformemente all’Art. 3 della
Norma ISO 606; specifica i criteri generali per
assicurare un ingranamento, un funzionamento
ed una trasmissione corretta di carico quando
esse sono utilizzate nelle condizioni di
funzionamento normale.
Per selezionare la NORMA basta spuntare la
casella e CLICKare sulla linea corrispondente
del codice ISO, i campi con i valori verranno
riempito automaticamente.
E' possibile modificare il
Diametro Primitivo d inserendone il valore e
disabilitando quello Da Norma.
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Esempio di report Tabella per Catena Iso 606.
La Norma ISO 606 ha completamente
parametrizzato il dimensionamento del
dente appoggiandosi ai passi ed alle
caratteristiche Standard delle catene; i dati
in INPUT sono pertanto estremamente
limitati anche se si prescinde dalla
selezione della designazione della catena
definita dalla Norma che si applica
principalmente a ruote dentate aventi da
19 a 150 denti (estremi inclusi).
IL numero di denti preferenziale è :
17, 19, 21, 23, 38, 57, 76, 95, 114.
Il programma contiene una tabella
riportante i valori nominali dei diametri
primitivi (Allegato A della ISO 606) per
ruote con numero di denti da 9 a 150, per il
passo unitario; la tabella viene utilizzata al
solo scopo di verifica dei valori calcolati.
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Abbreviazioni
CLICK
CAD
CD
CN
DIALOG-BOX
DXF
E-mail
MI
NotePad®
PC
Windows®
WIZARD
WordPad®
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Premere una volta il tasto Sinistro del mouse
Computer Aided Design.
Compact Disc .
Controllo Numerico .
Finestra di dialogo per la selezione di opzioni e dati.
Drawing Interchange File Formats , formato del CAD AutoCAD® .
Elettronic mail, Posta elettronica .
Model Interface , formato del CAD ME10® di HEWLETT-PACKARD® .
Programma Microsoft® per l’inserimento o la modifica di testi.
Personal Computer .
Sistema Operativo Microsoft® .
Menù assistito per l’inserimento dei dati.
Programma Microsoft® per l’inserimento o la modifica di testi.
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