Ingranaggio cilindrico

Questo articolo spiega cosa sono gli ingranaggi cilindrici e a cosa servono. Vengono inoltre presentati i diversi tipi di ingranaggi cilindrici e quali sono i vantaggi e gli svantaggi di questo tipo di ingranaggi.

Cos’è un ingranaggio cilindrico?

L’ingranaggio cilindrico è un tipo di ingranaggio i cui denti sono dritti. In altre parole, un ingranaggio cilindrico è una ruota dentata i cui denti sono di forma dritta.

Pertanto la caratteristica principale degli ingranaggi cilindrici è quella di essere un tipo di ingranaggio molto semplice, costituito da cilindri con denti sporgenti radialmente.

In breve, a differenza di altri tipi di ingranaggi come gli ingranaggi a denti elicoidali e gli ingranaggi a denti conici , i denti degli ingranaggi cilindrici sono completamente diritti.

A livello industriale gli ingranaggi cilindrici sono la tipologia di ingranaggio più utilizzata per la loro semplicità ed il prezzo economico. Di seguito vedremo a cosa servono gli ingranaggi a denti dritti.

Caratteristiche degli ingranaggi cilindrici

Una volta vista la definizione di ingranaggio cilindrico, vediamo quali sono i parametri più importanti degli ingranaggi cilindrici.

• Dente : è la parte dell’ingranaggio cilindrico che esercita la forza di spinta e quindi trasmette il movimento rotatorio e la potenza da un ingranaggio all’altro.
• Numero di denti : questo è il numero totale di denti dell’ingranaggio cilindrico. Di solito è rappresentato dalla lettera Z.
• Cerchio primitivo : Questo è il cerchio immaginario lungo il quale i denti dell’ingranaggio cilindrico ingranano, in modo che i cerchi primitivi di un sistema di due ingranaggi cilindrici siano tangenti tra loro.
• Diametro primitivo : è il diametro della circonferenza primitiva.
• Asse : è l’elemento cilindrico situato al centro dell’ingranaggio cilindrico, la sua funzione è quella di guidare il movimento rotatorio dell’ingranaggio.
• Angolo di pressione : è l’angolo tra la direzione della forza di contatto tra due ingranaggi cilindrici e la direzione della velocità angolare dell’ingranaggio cilindrico.
• Passo : è la distanza tra un punto su un dente e lo stesso punto su un dente adiacente.
• Modulo : è il rapporto tra il diametro primitivo e il numero di denti dell’ingranaggio cilindrico, la formula corrispondente è riportata di seguito. Questa caratteristica degli ingranaggi cilindrici è molto importante perché due ingranaggi cilindrici affinché possano ingranare devono avere lo stesso modulo.

Tipi di ingranaggi cilindrici

Gli ingranaggi cilindrici possono essere classificati in due tipologie:

• Ingranaggi cilindrici esterni : I denti dell’ingranaggio si trovano sul profilo esterno dell’ingranaggio, cioè all’esterno della ruota.
• Ingranaggi cilindrici interni – I denti dell’ingranaggio si trovano sul profilo interno dell’ingranaggio, cioè sul lato interno della ruota.

Gli ingranaggi cilindrici esterni sono in grado di ingranare con ingranaggi esterni ed interni. Al contrario, gli ingranaggi cilindrici interni possono ingranare solo con ingranaggi esterni.

Due ingranaggi esterni che ingranano hanno sensi di rotazione opposti, tuttavia, un ingranaggio interno ruota nella stessa direzione dell’ingranaggio esterno con cui ingrana.

Vantaggi e svantaggi degli ingranaggi cilindrici

Vantaggi degli ingranaggi cilindrici:

• Gli ingranaggi cilindrici sono molto semplici da progettare e produrre, il che li rende meno costosi rispetto ad altri tipi di ingranaggi.
• Possono essere utilizzati per trasmettere potenze elevate.
• Sono più efficienti di altri tipi di ingranaggi perché hanno un rendimento di trasmissione compreso tra il 95% e il 99%.
• Gli ingranaggi cilindrici sono molto affidabili, poiché è improbabile che scivolino durante il funzionamento. Inoltre, sono molto resistenti.
• In questo tipo di ingranaggi non appare alcuna forza assiale.

Svantaggi degli ingranaggi cilindrici :

• Gli ingranaggi cilindrici non sono adatti alla trasmissione di velocità angolari elevate.
• Possono essere utilizzati solo se gli assi degli ingranaggi sono paralleli.
• Gli ingranaggi cilindrici sono molto rumorosi, soprattutto se si opera a velocità di rotazione elevate.
• I denti degli ingranaggi cilindrici devono resistere a sollecitazioni elevate.

Applicazioni di ingranaggi cilindrici

In ingegneria, gli ingranaggi cilindrici sono i più utilizzati tra tutti i tipi di ingranaggi perché sono i più semplici da produrre e i meno costosi.

Gli ingranaggi cilindrici sono ideali per applicazioni in cui è necessario trasmettere una bassa velocità di rotazione e può essere tollerato un elevato livello di rumore. Ad esempio, gli ingranaggi cilindrici vengono utilizzati nei meccanismi dei sistemi di trasporto.

Allo stesso modo, gli ingranaggi cilindrici vengono utilizzati nei motori, nelle pompe a ingranaggi o anche in alcuni utensili di lavorazione.

Infine, poiché gli ingranaggi cilindrici possono trasmettere una potenza molto elevata, vengono utilizzati anche nei meccanismi degli aerei e dei treni, nonostante il rumore che producono.