Indice
Indice i
Sommario vi
Abstract vi
Elenco delle figure vii
Elenco delle tabelle xii
1 Introduzione e obiettivi del lavoro 1
2 Stato dell’arte e analisi di Benchmarking 5
2.1 Definizione dei punti sospensione e parametri significativi . . . . 5
2.1.1 Definizione SDR assi veicolo . . . . 5
2.1.2 Definizione dei punti sospensione . . . . 5
2.1.3 Parametri caratteristici delle sospensioni . . . . 7
2.2 Tipi di sospensione considerati . . . 11
2.2.1 Mac Pherson . . . 11
2.2.2 Quadrilatero trasversale . . . 13
2.3 Definizione gruppo ruota e suoi componenti . . . 17
2.3.1 Montante sospensione . . . 18
2.3.2 Semiasse e mozzo . . . 19
2.3.3 Cuscinetto . . . 20
2.3.4 Disco freno . . . 27
2.3.5 Pinza freno . . . 29
2.3.6 Cerchio ruota . . . 29
2.3.7 Pneumatico . . . 30
2.3.8 Testine sferiche . . . 31
2.4 Specifiche del veicolo in progetto. . . 32
2.5 Veicoli del segmento C e superiori: analisi di mercato . . . 32
2.5.1 Analisi vetture esterne al gruppo Fiat . . . 33
2.5.2 Analisi vetture gruppo Fiat . . . 34
i
INDICE
3 Teoria sulla durata a fatica dei cuscinetti volventi 35
3.1 Durata di base secondo la teoria SKF . . . 35
3.1.1 Applicazione ai veicoli . . . 37
3.1.2 Caratteristiche del cuscinetto obliquo a due corone di sfere . . . 38
3.1.3 Coefficiente di affidabilit`a aaf f . . . 41
3.1.4 Coefficiente correttivo aSKF . . . 42
3.2 Calcolo del carico equivalente e di quello corretto . . . 46
3.2.1 Ulteriori considerazioni . . . 49
4 Analisi dei carichi 50 4.1 Schema del cuscinetto nel gruppo ruota . . . 50
4.1.1 Definizione di offset cuscinetto . . . 53
4.2 Definizione delle missioni veicolo. . . 54
4.2.1 Accelerazione . . . 55
4.2.2 Frenata . . . 66
4.2.3 Marcia rettilinea . . . 68
4.2.4 Curva . . . 69
4.3 Applicazione delle formule di Palmgren Miner: determinazione della fun- zione di carico dinamico equivalente medio . . . 80
5 Determinazione del cuscinetto di primo tentativo 83 5.1 Obiettivo dell’analisi . . . 83
5.2 Funzione di validazione cuscinetto . . . 83
5.3 Foglio di calcolo per la determinazione dell’offset cuscinetto . . . 88
5.3.1 Flow chart . . . 88
5.3.2 Definizione parametri globali . . . 88
5.3.3 Raccolta dati e parametri di esperienza . . . 88
5.3.4 Cuscinetti selezionabili da manuale . . . 90
5.3.5 Calcolo delle coppie (Xj,Yj) . . . 90
5.3.6 Determinazione cuscinetto di primo tentativo e relativo offset. . . . 90
5.4 Verifica del foglio di calcolo . . . 91
5.4.1 Andamento della funzione di validazione cuscinetto . . . 91
6 Cenni sulla modellazione parametrica in CAD 93 6.1 Generalit`a . . . 93
6.2 Modellazione attraverso feature . . . 96
6.2.1 Modellatore solido . . . 96
6.2.2 Impieghi di un modello solido . . . 97
6.2.3 Il sistema CAD ProEngineer . . . 97
6.2.4 Feature: significato e classificazione . . . 99
6.3 Criteri di modellazione parametrica . . . 102
6.3.1 Progettazione Top-Down . . . 102
6.3.2 Scelta dei parametri e delle relazioni . . . 103
ii
INDICE
6.4 Criteri operativi nella progettazione P.V. . . . 103
6.5 La creazione delle parti e dell’assieme . . . 106
6.5.1 Creazione della part mediante feature . . . 106
6.5.2 Creazione di un assembly mediante le part . . . 114
7 Modellazione CAD delle parti costituenti gruppo ruota 116 7.1 Definizione delle costituenti il gruppo ruota analizzato . . . 117
7.1.1 Parametri, vincoli e coordinate system: definizione . . . 117
7.1.2 Ipotesi semplificative . . . 118
7.2 Definizione scheletro in ambiente CAD . . . 119
7.2.1 Importazione punti sospensione . . . 120
7.2.2 Creazione di coordinate system . . . 122
7.2.3 Ingombro semiasse . . . 125
7.2.4 Ingombro testine sferiche dell’asse di sterzo . . . 126
7.2.5 Definizione ingombro ammortizzatore . . . 128
7.3 Cuscinetto . . . 128
7.3.1 Creazione coordinate system di assemblaggio . . . 131
7.3.2 Definizione parametri di input . . . 132
7.4 Disco freno . . . 134
7.4.1 Creazione coordinate system di assemblaggio . . . 135
7.4.2 Definizione parametri di input . . . 136
7.5 Calibro pinza freno . . . 138
7.5.1 Creazione coordinate system di assemblaggio . . . 139
7.5.2 Definizione parametri di input . . . 139
7.6 Cerchio ruota . . . 143
7.6.1 Creazione coordinate system di assemblaggio . . . 144
7.6.2 Definizione parametri di input . . . 145
7.7 Ingombro del pneumatico. . . 147
7.7.1 Creazione coordinate system di assemblaggio . . . 147
7.7.2 Definizione parametri di input . . . 148
8 Creazione assembly del gruppo ruota 151 8.1 Struttura gerarchica . . . 151
8.2 Riferimento delle part allo scheletro . . . 151
8.3 Vincoli espliciti in assembly . . . 153
8.4 Creazione parametri utente . . . 154
8.5 Creazione feature di controllo . . . 160
8.6 Assembly: primo tentativo . . . 166
9 Sviluppo delle procedure di impostazione del gruppo ruota in assembly168 9.1 Obiettivo della metodologia sviluppata . . . 168
9.2 Input progettuali . . . 169
9.2.1 Acquisizione parametri di input dello scheletro sospensione . . . 171
iii
INDICE
9.2.2 Acquisizione parametri di input del cuscinetto . . . 171
9.2.3 Acquisizione parametri di input del disco freno e calibro pinza freno 173 9.2.4 Acquisizione parametri di input del cerchio ruota . . . 174
9.2.5 Acquisizione parametri di input dell’ingombro pneumatico . . . 174
9.2.6 Acquisizione valori iniziali dei parametri utente . . . 175
9.3 Vincoli di packaging . . . 175
9.4 Procedure di elaborazione . . . 175
9.4.1 Procedura di elaborazione cuscinetto . . . 176
9.4.2 Procedura di elaborazione disco e calibro pinza freno . . . 178
9.4.3 Procedura di elaborazione cerchio ruota. . . 180
9.4.4 Procedura di elaborazione ingombro pneumatico . . . 184
9.5 Proposta di montante sospensione valido per il packaging . . . 186
10 Conclusioni e sviluppi futuri 192
A Excel files 194
B Macro inExcel 205
C Matlab files 209
Bibliografia 215
iv
