Una guida agli ingranaggi: 7 ingranaggi, le loro caratteristiche e come funzionano

Iscrivendoti, accetti i nostri Termini di utilizzo e le nostre Politiche. Puoi annullare l'iscrizione in qualsiasi momento.

Senza gli ingranaggi, spostarsi non sarebbe così facile come lo è adesso. Questi componenti ingegneristici potrebbero essere definiti gli eroi silenziosi della nostra vita quotidiana, poiché svolgono i loro compiti all'interno di macchine che si prendono tutto il merito del loro duro innesto.

Ecco una breve panoramica dei diversi tipi di ingranaggi e a cosa servono, per tutti gli ingegneri in erba là fuori o per chiunque desideri rispolverare le proprie conoscenze e mettersi in marcia, in senso letterale e figurato.

CORRELATO: PROGETTAZIONE DELLA MACCHINA 101: RAPPORTI DI TRASMISSIONE

Gli ingranaggi cilindrici sono uno dei tipi di ingranaggi più comuni in circolazione. Hanno superfici a passo cilindrico e appartengono al gruppo degli ingranaggi ad alberi paralleli. Hanno una linea dei denti diritta e parallela all'albero.

Gli ingranaggi cilindrici sono comunemente usati perché possono essere prodotti in modo relativamente semplice ottenendo allo stesso tempo un'elevata precisione delle prestazioni. Il più grande della coppia che ingrana è chiamato ingranaggio (nella foto sopra) e quello più piccolo è chiamato pignone. Vengono generalmente utilizzati per aumentare o diminuire la coppia in macchine come lavatrici, asciugatrici, cacciaviti, sveglie a carica automatica e frullatori.

Analogamente agli ingranaggi cilindrici, gli ingranaggi elicoidali vengono utilizzati con alberi paralleli. Sono anche ingranaggi cilindrici con linee di denti tortuose. Tuttavia, rappresentano un netto miglioramento in termini di design rispetto all'ingranaggio cilindrico. A differenza degli ingranaggi cilindrici, i bordi anteriori dei denti sugli ingranaggi elicoidali non sono paralleli all'asse di rotazione, ma sono disposti ad angolo.

Questo ingranamento regolare dei denti significa che gli ingranaggi possono trasmettere carichi più elevati e sono più silenziosi degli ingranaggi cilindrici, che possono essere rumorosi a velocità più elevate. Poiché questi ingranaggi creano una forza di spinta in direzione assiale, richiedono l'uso di cuscinetti reggispinta. Sono utilizzati in macchine come ascensori e nell'automazione industriale.

Gli ingranaggi conici hanno l'aspetto di un cono a cui è stata tagliata la parte superiore. All'interno della famiglia degli ingranaggi conici, esistono diversi sottoinsiemi, inclusi ingranaggi conici elicoidali, ingranaggi conici diritti, ingranaggi conici a spirale e ingranaggi conici obliqui.

Gli ingranaggi conici vengono utilizzati per trasmettere la forza tra due alberi che si intersecano in un punto specifico. Sono utilizzati nelle trasmissioni differenziali, come quelle di un'automobile in curva, poiché possono trasmettere potenza a due assi che ruotano a velocità diverse.

Gli ingranaggi conici a spirale sono ingranaggi conici che hanno linee dei denti curve. Analogamente agli ingranaggi elicoidali rispetto agli ingranaggi cilindrici, la curvatura consente un rapporto di contatto dei denti più elevato, il che significa che gli ingranaggi conici a spirale sono più efficienti degli ingranaggi conici standard; sono più forti, meno rumorosi e vibrano meno.

Perché gli ingranaggi conici a spirale non hanno completamente sostituito l'uso degli ingranaggi conici standard? Gli ingranaggi conici a spirale sono più difficili da produrre e, in alcuni usi, possono anche creare spinte indesiderate in direzioni assiali, a causa dei denti ricurvi.

Il "verme" dell'ingranaggio a vite senza fine si riferisce a una forma di vite tagliata in un albero a cui è fissato l'ingranaggio accoppiato, o ruota a vite senza fine. A causa del contatto strisciante delle superfici degli ingranaggi, per la vite senza fine viene generalmente utilizzato un materiale duro, in modo da ridurre l'attrito. Anche se il contatto strisciante fa sì che gli ingranaggi a vite senza fine non siano incredibilmente efficienti, la loro rotazione è molto fluida e silenziosa. Pertanto, vengono spesso utilizzati per applicazioni industriali, attrezzature pesanti e talvolta beni di consumo.

Gli ingranaggi a vite senza fine forniscono rapporti di riduzione molto elevati e sono spesso autobloccanti, poiché non possono funzionare nella direzione opposta. Questa caratteristica intrinseca li rende un'opzione sicura da utilizzare in determinati tipi di macchinari. Un esempio comune di ingranaggio a vite senza fine autobloccante è la testa di accordatura della macchina che si trova su molti strumenti a corda, inclusa la chitarra.

Gli ingranaggi a corona, noti anche come ingranaggi contrati, sono un tipo di ingranaggio conico i cui denti sporgono ad angolo retto rispetto al piano della ruota. Questo fa sì che i denti assomiglino alle punte di una corona, dando il nome all'ingranaggio. A differenza degli ingranaggi conici conici, le corone dentate sono cilindriche. Possono essere accoppiati con altri ingranaggi conici o ingranaggi cilindrici, a seconda del design dei denti.