Indice
I
Indice
Capitolo 1 - Introduzione
1
Capitolo 2 - Fenomeni di danneggiamento delle ruote dentate
32.1 Introduzione 3
2.1 Fatica per flessione alternata 4
2.3 Usura 6 2.4 Grippaggio parziale 9 2.4.1 Frosting 10 2.4.2 Scuffing leggero 11 2.4.3 Scuffing moderato 11 2.4.4 Scuffing severo 11 2.4.5 Scuffing localizzato 12
2.5 Danneggiamento per fatica superficiale 12
2.5.1 Pitting iniziale 15
2.5.2 Pitting progressivo 15
2.5.3 Flake pitting 16
2.5.4 Spalling 16
2.5.5 Micropitting 17
2.5.6 Parametri di dipendenza dal pitting 18
Capitolo 3 - Meccanica del contatto e cenni sulla modellazione
della lubrificazione
22
3.1 Introduzione 22
3.2 Meccanica del contatto 23
3.2.1 Introduzione 23
3.2.2 Carico concentrato normale, tangenziale e di direzione generica
24
3.2.3 Teoria di Hertz 27
3.2.4 Contatto strisciante 29
3.2.5 Rotolamento puro 31
3.2.6 Contatti elasto plastico e completamente plastico 34
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II
3.2.8 Contatto in scala nanometrica 37
3.2.9 Effetti della rugosità sulla meccanica dei contatti 38
3.2.10 Modelli di contatto multi-aspertità 39
3.2.10.1 Modello di Greenwood e Williamson 39
3.2.1.2 Approccio per la stima della pressione di contatto media tra le asperità
42 3.2.10.3 Modello di contatto per l’analisi del micropitting 44
3.3 Lubrificazione 51 3.3.1 Introduzione 51 3.3.2 Lubrificazione elastoidrodinamica 52 3.3.3 Modelli analitici 57 3.3.3.1 Introduzione 57 3.3.3.2 Modello di Grubin 60
3.3.3.3 Modello di Dowson e Higginson 60
3.3.3.4 Modello di Dowson e Hamrock 61
3.3.3.5 Lubrificazione EHD nel contatto di linea 62
Capitolo 4 - Modelli di previsione del danneggiamento per fatica
superficiale
63
4.1 Introduzione 63
4.2 Criterio di Buckingham 64
4.2.1 Influenza della geometria dei denti 66
4.2.1.1 Correzioni dovute al raggio di curvatura relativo 67 4.2.1.2 Effetto della lunghezza di contatto 69
4.3 Procedure di calcolo AGMA e ISO 71
4.3.1 Calcolo del segmento di contatto 75
4.3.2 Influenza della posizione di riferimento per il calcolo della pressione di contatto
76
4.3.3 Influenza della velocità periferica 77
4.3.4 Influenza del lubrificante e dipendenze dalla temperatura 81 4.3.5 Influenza della durezza e della rugosità superficiale 82
4.3.6 Risultati numerici 84
4.3.6.1 Metodo AGMA 2001-C95 85
4.3.6.2 Metodo ISO 6336 B 90
4.4 Metodi basati sulla meccanica della frattura 93
4.5 Modellazione semplificata per la previsione del micropitting 106
4.5.1 Risultati del modello 118
Capitolo 5 - Modellazione ibrida FEM: Helical 3D
1265.1 Introduzione 126
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III
5.3 Modellazione delle ruote campione 129
5.4 Risultati 133
Capitolo 6 – Descrizione del sistema di sperimentazione
1396.1 Introduzione 139
6.2 Banco prova ingranaggi “Test rig for aircraft gears” 141
6.2.1 Dispositivi di monitoraggio per il banco 147
6.3 Impianto di lubrificazione 148
6.3.1 Specifiche impianto lubrificazione “Test articles” 149
6.3.2 Specifiche impianto lubrificazione “Slave” 149
6.4 Sistema di controllo e acquisizione dati 150
6.5 Monitoraggio e diagnostica delle vibrazioni e del rumore 152
Capitolo 7 – Risultati sperimentali
1547.1 Introduzione 154
7.2 Controlli visivi 155
7.2.1 Acquisizione immagini con il boroscopio 156
7.2.2 Acquisizione automatica delle immagini 159
7.2.2.1 Introduzione 159
7.2.2.2 Risultati 162
7.2.3 Immagini al microscopio 166
7.2.3.1 Danneggiamento del fianco destro delle ruote 166 7.2.3.2 Danneggiamento del fianco sinistro delle ruote 169
7.3 Rilievi rugosimetrici 172
7.3.1 Introduzione 172
7.3.1.1 Differenza tra profilo reale e profilo misurato 173
7.3.1.2 Filtraggio dei profili 174
7.3.2 Misure 177
7.3.2.1 Layout 178
7.3.2.2 Modalità di prova 181
7.3.3 Risultati 187
7.3.3.1 Evoluzione del danneggiamento del fianco destro delle ruote
187 7.3.3.2 Evoluzione del danneggiamento del fianco sinistro
delle ruote
197
7.4 Analisi al microscopio ottico a scansione (SEM) 212
7.4.1 Introduzione 212
7.4.2 Risultati 214
7.4.2.1 Danneggiamento del fianco destro delle ruote 215 7.4.2.2 Danneggiamento del fianco sinistro delle ruote 219
Indice
IV
Capitolo 8 – Confronto tra risultati numerici e sperimentali e
conclusioni
223
8.1 Introduzione 223
8.2 Riepilogo risultati numerici e sperimentali 224
8.3 Conclusioni e sviluppi futuri 233
Bibliografia
235Appendice A – Geometria delle ruote test e finitura superficiale
238Appendice B – Caratteristiche meccaniche dei materiali dei “test
articles”
242
