DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DI UNA TRASMISSIONE AD

INGRANAGGI PER MOTORE AERONAUTICO

Tesi di laurea di:Guido Pancotti

Relatore:Prof. Ing. Luca Piancastelli

Università degli Studi di Bologna – Facoltà di ingegneria – A.A. 2004/2005 – 14/12/2005

IL RIDUTTORERapporto di trasmissionePotenza motore (150 CV)Limiti di ingombroDurata 1000 ore

Motrice: di pezzo sull’albero a gomiti e induritaCondotta: alleggerita

VERIFICATO ISO 6336

ALBERO SECONDARIO (Elica)Flangia elicaSedi cuscinettiProfilo scanalato

Schema dei carichi

M2BA

Mg

TRTM2

Fn RB

RA

Trazione dell’elicaMom. torcenteMom. flettente

Verificato secondo Von-Mises FS=2,56

CUSCINETTI

Lato ruota dentata Lato elica

Entità dei carichi

Cuscinetto a rulli

Spinta assiale

Coppia di cuscinetti obliqui a sfera

Di norma affidabilità 90%

Impiego aeronautico

DURATA CUSCINETTI

Affidabilità 99%

1000 ore a 2800 rpm

COMPLESSIVO ALBERO ELICA

ALBERO A GOMITI

Minor pesoMaggior semplicità della trasmissione

Eliminare cambio (rotismi e carter)

ALBERO A GOMITI

Prima

Dopo

Ruota + perno di banco aggiunti assialmenteMaschette uguali

Più uniforme ed equilibrato

CARICHI ALBERO MOTORE

Forze di pressione dei gas

Forze d’inerzia degli organi in movimento

Ciclo indicato

-20

0

20

40

60

80

100

-360 -270 -180 -90 0 90 180 270 360

Gradi

Bar Bar

Masse rotanti

Masse alterne

Pressione in funz dell’angolo di manovella

ANALISI MANOVELLISMO

Caratteristiche geometriche manovellismoVelocità e masse degli organiAndamento pressioni

Componente Fx

-40000

-20000

0

20000

40000

-360 -270 -180 -90 0 90 180 270 360

Gradi

New

ton T1

T2T3T4

Fx

Fy

Componente Fy

-16000-12000

-8000

-40000

4000

8000

12000

16000

-360 -180 0 180 360

Gradi

New

ton

R1R2R3R4

Risultati utilizzabili in un programma di calcolo FEM

VIBRAZIONI TORSIONALI (Lloyd)

Albero equivalente

J1 J2 J3 J4J5

J6

K1 K2 K3 K4 K5

K: Rigidezze

J: Mom. d’inerzia polari

TENSIONI ARMONICHE (I modo)Tao Armoniche

0

50

100

150

200

250

300

010

0020

0030

0040

0050

0060

0070

0080

0090

0010

000

1100

012

000

giri/min

MPa

Ordine 0,5Ordine 1Ordine 1,5Ordine 2Ordine 2,5Ordine 3Ordine 3,5Ordine 4Ordine 4,5Ordine 5Ordine 5,5Ordine 6Ordine 6,5Ordine 7Ordine 7,5Ordine 8Ordine 8,5Ordine 9Ordine 9,5Ordine 10Ordine 10,5Ordine 11Ordine 11,5Ordine 12Lloyd fcLloyd ft

Armoniche ordine da 1 a 12Limiti del Lloyd a regime e nei transitori

A 3200 rpm del motore l’albero secondario subisce sollecitazioni pericolose

Caratteristiche motore

SOLUZIONE 1 (minimo oltre 3200 rpm)

Tenere il minimo del motore oltre 3200 rpmAlbero elica 780 rpm

Il motore transita a 3200 giri solo durante l’avviamento e lo spegnimento del motore.

SOLUZIONE 2 (smorzatore)

Montando uno smorzatore in gomma

Tao Armoniche

0

50

100

150

200

250

010

0020

0030

0040

0050

0060

0070

0080

0090

0010

000

1100

012

000

giri/min

MPa

Ordine 0,5Ordine 1Ordine 1,5Ordine 2Ordine 2,5Ordine 3Ordine 3,5Ordine 4Ordine 4,5Ordine 5Ordine 5,5Ordine 6Ordine 6,5Ordine 7Ordine 7,5Ordine 8Ordine 8,5Ordine 9Ordine 9,5Ordine 10Ordine 10,5Ordine 11Ordine 11,5Ordine 12Lloyd fcLloyd ftSoluzione in prima

approssimazione accettabile

SVILUPPI FUTURI

Fattori trascurati nello studio di massima

FRIZIONE

Avviamento con elica folle

Limita i picchi di coppia nei vuoti d’aria

CONCLUSIONI

DimensionamentoVerifica

OBIETTIVI RAGGIUNTI:

RiduttoreAlbero d’elicaCuscinettiAlbero motore

DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DI UNA TRASMISSIONE AD INGRANAGGI PER MOTORE AERONAUTICO�IL RIDUTTOREALBERO SECONDARIO (Elica)CUSCINETTIDURATA CUSCINETTICOMPLESSIVO ALBERO ELICAALBERO A GOMITIALBERO A GOMITICARICHI ALBERO MOTOREANALISI MANOVELLISMOVIBRAZIONI TORSIONALI (Lloyd)TENSIONI ARMONICHE (I modo)SOLUZIONE 1 (minimo oltre 3200 rpm)SOLUZIONE 2 (smorzatore)SVILUPPI FUTURICONCLUSIONI