Abstract
L'elettrificazione della catena cinematica automobilistica pone lo sviluppo dei cambi di fronte a nuove sfide. I design ad alta velocità richiedono rapporti di trasmissione più elevati, che non possono essere raggiunti in modo ottimale con semplici stadi a ruote cilindriche. Per questo motivo, gli stadi epicicloidali sono sempre più utilizzati, offrendo un'elevata densità di potenza e rapporti di trasmissione elevati. Per aumentare l'efficienza, è molto importante considerare le perdite di potenza già durante la progettazione del riduttore. La progettazione della macro-geometria degli ingranaggi è solitamente incentrata sulla capacità di carico. Nella progettazione dei planetari, vi sono vincoli dovuti a restrizioni di montaggio e ulteriori gradi di libertà, come la divisione del rapporto di trasmissione totale tra i vari stadi. A causa dei numerosi parametri geometrici modificabili e delle infinite combinazioni progettuali, l'ottimizzazione manuale non porta a grandi risultati. In questo lavoro viene presentato un metodo per l'ottimizzazione automatica della macro-geometria così da migliorare l'efficienza riduttore, tenendo conto dei vincoli di montaggio. Viene utilizzata un'analisi dei contatti basata su simulazioni FE che permette di valutare NVH (Noise, Vibration, Harshness), capacità di carico ed efficienza. Poiché questi aspetti richiedono strategie di progettazione diverse, è necessaria una soluzione di compromesso tra i vari obiettivi. Per ottimizzare la geometria dell'ingranaggio e i dati dell'utensile viene utilizzato un algoritmo cosiddetto a sciame di particelle. Vengono valutati la pressione sul fianco del dente, l'errore di trasmissione, la sollecitazione al piede e l'efficienza. Viene mostrata l'influenza della ponderazione sui parametri progettuali. I risultati delle diverse ottimizzazioni vengono confrontati tra loro e viene selezionata una variante ottimizzata in termini di efficienza per un'applicazione specifica. Con il metodo presentato in questo lavoro, è possibile progettare la macro-geometria degli ingranaggi planetari utilizzando l'analisi dei contatti dei denti basata su simulazioni FE così da ottimizzare il comportamento operativo per una determinata applicazione.