RUOTE DENTATE

INGRANAGGI CILINDRICI A DENTI ELICOIDALI
La continuità della trasmissione del moto tra due ruote dentate è garantita quando ogni coppia di denti in presa cessa il suo accoppiamento solo dopo che un'altra coppia è entrata in contatto per iniziare a percorrere il suo arco di presa.

Si realizza così la condizione che in ogni istante c'è sempre almeno una coppia di denti in presa.

 In ogni caso, però, nelle ruote dentate a denti diritti il contatto tra le coppie di denti viene stabilito (o abbandonato) sempre contemporaneamente su tutta la lunghezza del dente causando urti, vibrazioni e rumori.

Per evitare questi inconvenienti si costruiscono ruote dentate a denti elicoidali nelle quali il dente si sviluppa lungo un'elica la cui tangente è inclinata di una angolo b rispetto all'asse.

Il profilo del dente, ottenuto con una sezione ad esso perpendicolare B-B, risulta quello unificato:
modulo unificatò mn (tra quelli previsti dalla tabella UNI)
angolo di pressione an normale (normalmente di 20').

 Il profilo del dente ottenuto in una sezione perpendicolare all'asse della ruota A-A risulta quello esatto ad evolvente ma con modulo mt e angolo di pressione at (trasversali) maggiori di quelli normali:


mt = mn / cos b

tan at = tan an / cos b

 

Nell'ingranamento tra due ruote dentate a denti elicoidali la lunghezza totale di contatto è maggiore della lunghezza di azione delle ruote a denti diritti, perché il punto di contatto si sposta assialmente e con gradualità lungo l'elica di una quantità (detta lunghezza di ricoprimento) pari alla larghezza della ruota per la tangente dell’angolo dell'elica, rendendo la trasmissione più dolce, regolare e silenziosa.

Il rapporto di ingranaggio realizzabile con questi tipi di ruote può essere più elevato (anche 30) e comunque maggiore di quello normalmente realizzato negli ingranaggi cilindrici a denti diritti (massimo 8).

L’inclinazione del dente, però, dà origine ad una spinta assiale nell'ingranaggio, tanto più grande quanto maggiore è l'angolo di inclinazione  b dell'elica .
Fa = Ft - tgß

 

Questa spinta risulta essere la componente assiale della sforza che si scambiano i denti nel trasmettersi il momento torcente e deve essere sopportata dai cuscinetti.

Per contenere il valore della spinta assiale, nei riduttori con ingranaggi a denti elicoidali soggetti a forti carichi, si mantiene l'angolo di inclinazione b inferiore a 15'.

La spinta assiale che si genera nelle ruote dentate a denti elicoidali può essere compensata accoppiando ruote con eliche opposte o costruendo ruote dentate bielicoidali nelle quali le spinte assiali originate in ognuna delle due parti si elidono mutuamente.
 

Il rendimento degli ingranaggi a denti elicoidali è molto alto e si può ritenere mediamente pari al 98%.
La velocità periferica può salire fino a 40 - 70 m/s con garanzia di silenziosità e dolcezza per la trasmissione.

Per i calcoli di dimensionamento delle ruote cilindriche a denti elicoidali si applicano gli stessi criteri e le stesse formule adottate per le ruote cilindriche a denti diritti, tenendo presente che la spinta tra dente e dente, sempre perpendicolare alla superficie di contatto, è maggiore a causa dell'inclinazione ß dei denti.

Ruote con piccoli angoli di inclinazione dell'elica (ruota elicoidale coniugata alla vite senza fine con un principio) possono essere dimensionate con le stesse formule delle ruote a denti diritti.

 

La rappresentazione delle ruote cilindriche elicoidali viene effettuata seguendo le norme convenzionali già viste per le ruote dentate a denti diritti, con l'indicazione dell'orientamento della dentatura rappresentato come in figura seguente

I dati da indicare nella tabella supplementare, previsti dalla tabella UNI 7462, sono riportati nella seguente figura dove viene rappresentata una ruota cilindrica a denti elicoidali completa di quote, segni di rugosità, tolleranze geometriche e dimensionali.