Abstract
Stabilire l'effettiva resistenza a flessione di un ingranaggio è un aspetto fondamentale per la loro progettazione. A questo proposito, i materiali per ingranaggi possono essere caratterizzati attraverso due tipi di prove, quelle che prevedono rotolamento (RG) o le cosiddette prove a dente singolo (STBF). Le prime sono in grado di riprodurre le condizioni di che si avranno negli ingranaggi in esercizio e, quindi, portano a risultati più accurati. Il secondo metodo viene spesso impiegato per la sua efficienza e semplicità sebbene abbia l’intrinseco problema di sovrastimare la resistenza del materiale. Questo è principalmente legato ad una differente storia di carico al piede dente che non viene tenuta in debita considerazione qualora la conversione forza-sforzo venga fatta con un’applicazione inversa della normativa ISO 6336. Pertanto, una prassi comune è effettuare le prove secondo l’approccio STBF e applicare successivamente un coefficiente correttivo () che permetta di rendere i risultati direttamente applicabili per una progettazione degli ingranaggi secondo norma. Nel presente articolo viene proposto un approccio per la stima di tale fattore correttivo sulla base di una combinazione di simulazioni numeriche e criteri di fatica multi-assialibasati sul piano critico. Questo approccio permette di tener conto delle condizioni effettive di carico. In particolare, sia la configurazione di prova RG che quella STBF sono state simulate attraverso modelli a elementi finiti (FE). I risultati delle simulazioni, in termini di storie di carico al piede, sono stati analizzati con cinque diversi criteri di fatica, i.e. Findley, Matake, McDiarmid, Papadopoulos e Susmel et al.. Il coefficiente è stato calcolato come rapporto tra il parametro di danneggiamento osservato nelle condizioni STBF e RG sulla base dei diversi criteri di fatica per livelli di carico (forza nel caso STBF e coppia nel caso RG) che, secondo normativa, portano allo stesso stato di sollecitazione. I risultati mostrano come i valori di , calcolati per tre materiali diversi (18NiCrMo5, 42CrMoS4 e 31CrMo12), differiscono fino al 22% tra la configurazione RG e quella STBF (in funzione del criterio considerato).