GEAR MOTOR HANDBOOK

GEAR MOTOR HANDBOOK
Iniziamo, da questo numero, la pubblicazione integrale di
parti del “GEAR MOTOR HANDBOOK”
PARTE I° INTRODUZIONE
di Darle W.Dudley
S
copo del presente manuale
è fornire a clienti ed esperti
di ingranaggi le corrette
informazioni tecniche relative a
tali prodotti attualmente in possesso della Bonfiglioli Riduttori
.Grazie alla vasta produzione di
grandi serie di riduttori di diversi
tipi, la Bonfiglioli serve un mercato in rapida crescita a livello mondiale. Questo manuale tecnico sarà
certamente assai utile a coloro che
operano nel settore delle macchine
azionate da ingranaggi. Chi opera
nel settore dei ruotismi necessita
di un certo background sulle caratteristiche generali di questa produzione, background
comprendente nozioni sulla storia della tecnologia
e della lavorazione degli ingranaggi. Prima di
addentrarci in osservazioni specifiche sull’organizzazione Bonfiglioli e sui contenuti del presente
manuale, in questa introduzione tratteremo brevemente questi argomenti.
1.1. STORIA DELL’ARTE DELLA LAVORAZIONE DEGLI INGRANAGGI
Gli ingranaggi hanno più o meno la stessa età
delle macchine inventate dall’uomo. Per quanto ne
sappiamo, l’unica “macchina” di più antica data é
il tornio dei vasai.
Un tempo, oltre 3000 anni fà, rudimentali ingranaggi venivano accoppiati gli uni agli altri per la
trasmissione del moto rotatorio. Antiche testimonianze risalenti al tempo dei Greci dimostrano che
allora si utilizzavano ingranaggi sia in legno che in
W
ith this issue, we
begin publication of
complete parts from
t h e G E A R M O TO R H A N D BOOK
This handbook is designed to
help customers and gear specialists have the appropriate
technical information in
re g a rd t o t h e g e a r p ro d u c t s
now available at Bonfiglioli
Riduttori. Several kinds of
gear units are in high volume
production and Bonfiglioli serves a rapidly growing, world
wide market. This technical
handbook is intended to be
broadly useful to those involved
with geared machinery.
Those concerned with gearing need to have
some background on the generalities of gear
manufacture. This involves the history of
technology and manufacture of gears. These
items will be discussed briefly in this introduction before getting into specific comments
on the Bonfiglioli organisation and the contents of this handbook.
1.1 History of the Art of Gear Making
Gears are about as old as any machinery of
mankind. As far as we know, the only “machine” that is older is the potter’s wheel.
At some time over 3000 years ago, primitive
gears first meshed with each other and trans m i t t e d ro t a r y m o t i o n . A n c i e n t d a t a f ro m
BONFIGLIOLI GROUP
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metallo. Nel tardo Romano Impero i mulini da
grano avevano ingranaggi di legno mentre in molti
piccoli apparecchi erano montati ingranaggi metallici.
Qui di seguito riportiamo i punti essenziali della
storia degli ingranaggi fino al 20° secolo.
Greece shows that both wooden and metal
gears were used. The later Roman Empire
used wooden gears in grist mills and metal
gears in many small devices.
An outline of the history of gears up to the
20th century is given below.
1-Già gli antichi Cinesi utilizzavano gli ingranaggi 1. The early Chinese used gears and develoinventando l’ingegnoso tipico carrozzino.
ped a very ingenious South Pointing Chariot.
2-I primi ingranaggi erano di legno con denti a 2. The earliest gears were wooden. The teeth
forma di pioli che ingranavano tra loro.
were really engaging pins.
3-Gli antichi Greci impiegavano ingranaggi metal- 3. The early Greeks made some use of metal
lici con denti a cuneo ma anche ingranaggi di gears with wedge-shaped teeth. They also
legno.
used wooden gears.
4-I Romani facevano largo uso di ingranaggi nei 4 . T h e R o m a n s m a d e c o n s i d e r a b l e u s e o f
mulini.
gears in their mills.
5-Nel Medioevo i mulini ad acqua avevano ingra- 5. In the Middle Ages water power mills used
naggi di legno.In
wooden gears.
una regione delStone
gears
l’attuale Svezia si
were used at one
impiegavano
location
in
invece ingranaggi
Sweden.
di pietra.
6. Metal clock
6-Dal 13° secolo
gearing became
assunsero grande
important (starimportanza i sisteted in the 13th
mi di ingranaggi
century).
per orologi.
7. Dutch wind7-Tutti i mulini a
mills all used
vento olandesi
wooden gears to
avevano ingrapump the water
naggi di legno per
out
of
the
estrarre l’acqua
Netherlands
con una pompa
(18th century).
dagli attuali Paesi
8. Wooden gears
Bassi (18° secowere used extenlo).
sively in mills
8-Nel 18° secolo
all over the
in tutto il mondo
world in the
si faceva largo uso
18th
century
di ingranaggi in
(grist
mills,
texfig.1.1 Disegno schematico di un mulino da grano in uso presso gli antichi Romani.
Nel primo secolo a.C. questi mulini erano scarsamente utilizzati. Gran parte della
legno per i mulini
tile mills, steel
farina consumata era infatti macinata con l’ausilio di energia umana o animale.
(mulini da grano,
mills).
fig. 1.1 Schematic of an early Roman grist mill. In the first century B.C. these mills
in tessuto e in
9. The wide
were in limited use. Most of the flour used was ground by human or animal power.
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acciaio).
9-Nella seconda metà del 19°
secolo l’uso su vasta scala di
motori elettrici e a vapore
impose la sentita esigenza di
costruire validi ingranaggi
metallici (binari,barche a vapore, stabilimenti, centrali elettriche ecc.).
scale use of electric motors
and steam engines created a
considerable need for good
metal gears. This happened
in the latter part of the 19th
century (railroads, steamboats, factories, powerstations, etc).
Figure 1.1 shows a schemaLa figura 1.1 mostra un disetic sketch of a water powegno schematico di un mulino
red Roman grist mill. This
da grano azionato ad acqua in
kind of mill was in limited
uso piuttosto limitato presso i
use at the time of Julius
Romani al tempo di Giulio
C a e s a r. A t t h e e n d o f t h e
Cesare. Alla fine dell’Impero
R o m a n E m p i re o v e r 3 0 0
Romano, più di 300 anni dopo,
years later, there had been a
l’uso di ruotismi per i mulini e
considerable increase in the
una grande varietà di altri
use of gearing for mills and
apparecchi era notevolmente
for a variety of other deviaumentato.
ces.
Intorno al 1285 in Europa feceMechanical clock gearing
ro la loro comparsa i ruotismi
started in Europe in about
per orologi meccanici, inventati
1285. It was invented by
dai monaci e inizialmente utimonks and first used to
lizzati per battere le ore (misustrike hours (timing of churrazione del tempo impiegato in
ch activity like early morattività religiose, come le prening prayers).
fig. 1.2 Disegno schematico del
primo orologio a pendolo.
ghiere dell’alba).
The first mechanical clocks
fig. 1.2 Schematic sketch of the firstI primi orologi meccanici avehad an escapement device
pendulum type clok.
vano un dispositivo di scappaand one set of toothed geamento e una serie di ruote dentate. Una serie ring. A suspended set of”verge” blades on a
sospesa di pale “a bilanciere” poste su un albero vertical shaft developed a back and forth
verticale provocava un moto rotatorio di va e vieni rotary motion of a few degrees. This primitive
di pochi gradi. Nei 400 anni successivi questo pri- clock developed over the next 400 years to
mitivo orologio venne perfezionato fino ad avere have three sets of gears and a hand and dial
tre gruppi di ingranaggi, una lancetta ed un qua- so that hours and minutes could be read. The
drante che facilitava la lettura di ore e minuti. clock gears were usually made of metal and
Solitamente questi ingranaggi erano di metallo e had wedge shaped teeth.
possedevano denti a cuneo.
Astronomers and physicists needed a more
Astronomi e fisici necessitavano di orologi più accurate clock. In 1656 a Dutch scientist,
precisi. Nel 1656 uno scienziato olandese, Christiaan Huygens, invented the pendulum
Christiaan Huygens, inventò l’orologio a pendolo. c l o c k . T h e s w i n g i n g p e n d u l u m , a s w e a l l
Come tutti noi sappiamo, il pendolo oscillante è know, is suspended from a horizontal shaft.
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sospeso ad un
P e n d u l u m
albero orizzontale.
clocks
w e re
Ben presto questi
soon developed
orologi furono
to have high
perfezionati fino
a c c u r a c y. Ve r y
ad acquisire un’allarge ones were
ta precisione. Per
made for public
gli edifici pubblici
buildings. As
si
costruirono
many as ten or
modelli di notevom o re s e t s o f
li dimensioni che
gears
w e re
avevano più di
used. Some of
dieci gruppi di
these
gears
ingranaggi, alcuni
were as large as
dei quali misuraa meter in diavano ben un metro
meter. The techdi diametro. Con
nology
and
l’avvento degli
manufacture of
orologi a pendolo
gearing took a
la tecnologia e la
big step forward
lavorazione dei
with the advent
ruotismi fecero un
of the pendulum
grande
passo
c l o c k s . F i g u re
avanti. La figura
1.2 shows a
mostra un disegno
schematic of the
schematico del
early pendulum
primo orologio di
clock.
questo tipo.
The
waterNel 18° secolo e
p o w e re d m i l l
agli inizi del 19°
was still the
il mulino ad acqua
work horse of
era ancora il pila- fig. 1.3 Disegno schematico di un mulino da grano in uso negli Stati Uniti verso la fine del i n d u s t r y i n t h e
18° secolo. Da notare gli ingranaggi di legno su due piani.
stro dell’industria.
18th century
fig. 1.3 Schematic sketch of a grist mill in service in the United States near the end of the
Mulini da grano a
and early l9th
18th century. Note two stages of wooden gears.
parte, gli altri
century. Besides
mulini erano azionati ad acqua e segatura, metal- grist mills, other mills were powered by water
lo o legno lavorato a macchina, costituito da and sawed wood, machined metal or wood,
barre di ferro e acciaio, acqua pompata ecc. In made from iron and steel rods, pumped water,
alcune zone, come gli attuali Paesi Bassi, era l’e- etc. In a few places, like the Netherlands,
nergia eolica (invece di quella idrica) ad azionare wind power (instead of water power) drove a
i mulini con ruotismi di legno. La figura mostra mill with wooden gearing. Figure 1.3 shows a
un disegno schematico di un tipo di mulino da schematic sketch of a typical grist mill in opegrano in uso negli Stati Uniti nella seconda metà ration in the United States in the latter part
del 18° secolo.
of the 18th century
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