1 INTRODUZIONE
La presente tesi nasce nell’ambito del lavoro di ricerca effettuato presso il laboratorio del Centro Ricerche sulle Trasmissioni Meccaniche a Tecnologia Avanzata (CRTM) del Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Nucleare e della Produzione (DIMNP) dell’Università di Pisa in collaborazione con AVIO Propulsione Aerospaziale S.p.A. L’esigenza di ottenere ingranaggi con elevate prestazioni e caratteristiche meccaniche da impiegare nel settore aeronautico, ha messo in evidenza la necessità di mezzi di progettazione sempre più evoluti ed efficaci. La continua ricerca di soluzioni ottimali abbinata al tentativo di ridurre pesi ed ingombri, aumentare le potenze trasmesse e le velocità operative, in particolare in un campo in cui le condizioni di impiego sono spesso estreme, causa l’insorgere di alcuni problemi, quali la fatica o l’usura.
La collaborazione tra AVIO e il DIMNP ha portato alla realizzazione di un banco prova per ingranaggi con elevate prestazioni, finalizzato allo studio dei fenomeni di danneggiamento e al perfezionamento di modelli di previsione per vari tipi di danneggiamento.
In particolare sono già state eseguite campagne di prove per i danneggiamenti a frattura del dente per flessione affaticante (bending), e due tipi di fatica superficiale: vaiolatura (pitting) e usura adesiva (scuffing), quest'ultima tutt'ora in corso.
La nuova campagna di prove, denominata “Lifing Dentature” si propone di investigare i danneggiamenti a fatica superficiale sia tramite prove sulle ruote dentate a denti dritti (prove componente), che con prove su dischi(prove semplificate) nelle quali si mira alla simulazione delle condizioni di contatto hertziano tra i denti.
Il capitolo 2 fornisce al Lettore le nozioni base sull'ingranamento di due ruote dentate e sul contatto hertziano tra due profili coniugati alle quali si farà riferimento nel proseguo del testo. Una panoramica sui fenomeni del danneggiamento superficiale è presentata nel capitolo 3, dove vengono messi in luce i fattori maggiormente incidenti sulle rotture e dove sono illustrati i modelli sviluppati per la previsione e la stime delle resistenza all'insorgenza di pitting e
scuffing.
Dalla ricerca sulla letteratura scientifica di settore è emersa la panoramica sullo stato dell'Arte esposta nel capitolo 4; le informazioni ottenute hanno rappresentato una importante base di partenza per la definizione delle caratteristiche principali dell'attrezzatura.
Si è avuto un efficace sviluppo in parallelo della progettazione del banco prova e della definizione della campagna di prove che su tale banco sarà effettuata, che ha portato da un
lato ad avere una macchina ottimizzata per soddisfare i requisiti necessari al corretto svolgimento delle prove, dall'altro alla possibilità di definire la campagna di esperienze in modo che possa essere portata a compimento nel migliore dei modi.
Nel capitolo 5 è contenuta l'impostazione della campagna sperimentale, dalla scelta della metodologia statistica, alla definizione dei test article e di alcuni parametri delle condizioni di prova.
Il lavoro di progettazione è descritto nel capitolo 6, dove sono presentate le fasi che vanno dall'analisi dei dati caratteristici di alcune trasmissioni per impieghi aeronautici alla definizione quali/quantitativa delle caratteristiche della macchina a dischi. Infine è riportata una breve valutazione sull'elettronica necessaria alla sensorizzazione del banco.
