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giunti - Università del Salento

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giunti - Università del Salento
Università del Salento
Facoltà di Ingegneria
Costruzione di Macchine
I giunti meccanici
a cura dell’ing. Riccardo Nobile
1
I giunti meccanici
I giunti sono degli organi meccanici utilizzati per
realizzare il collegamento fisso tra due alberi o tra
un albero ed un altro componente rotante.
Il giunto realizza un collegamento fisso e
smontabile, in quanto può essere sciolto solo ad
organi rotanti fermi.
La funzione svolta da un giunto è quella di
assicurare la corretta rotazione degli elementi
collegati e la completa trasmissione del momento
torcente applicato
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti meccanici
L’utilizzo di un giunto tra due alberi si rende necessario
quando:
 Occorre consentire dei piccoli disallineamenti e
disassamenti tra gli alberi in rotazione, senza
introdurre sovrasollecitazioni negli organi rotanti
 Occorre assemblare una linea di trasmissione molto
lunga, per la quale è più conveniente realizzare
separatamente più tronchi piuttosto che un unico
albero
 Occorre collegare tra loro macchine diverse, tenendo
conto di possibili errori di montaggio
 Occorre limitare il massimo momento torcente
trasmesso (giunti di sicurezza)
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
Dimensionamento dei giunti
Schema cinematico:
Motore
Utenza
Equilibrio dinamico a regime:
CG
Im
Iu
Cnom
Cu
CG = Cnom = Cu
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
Dimensionamento dei giunti
Equilibrio dinamico nel transitorio:
CG
Im
Cmax
Iu
Im·α
Iu·α
Fattore di servizio
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
Dimensionamento dei giunti
Fattori di servizio:
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
Dimensionamento dei giunti
Fattori di servizio:
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
Classificazione dei giunti
La classificazione dei giunti si basa sull’entità e sul tipo
degli spostamenti consentiti tra gli elementi collegati:
 Giunti rigidi: gli alberi collegati sono perfettamente
coassiali e sono esclusi durante il funzionamento
disassamenti, dilatazioni e rotazioni relative
 Giunti semielastici ed elastici: gli alberi collegati
possono subire spostamenti e rotazione relative di
varia natura, grazie alla presenza di elementi elastici
o deformabili a base di elastomeri
 Giunti mobili o articolati: gli alberi collegati possono
subire spostamenti anche piuttosto elevati grazie allo
schema cinematico del giunto
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
Giunti rigidi
I giunti rigidi realizzano un collegamento rigido tra gli
alberi.
 In presenza di disallineamenti e spostamenti relativi, la
rigidezza del giunto fa nascere delle sovrasollecitazioni
molto forti.
I giunti rigidi vanno utilizzati solo nel caso di alberi
precisamente allineati
I giunti rigidi possono essere utilizzati anche nel caso di
applicazioni grossolane: in tal caso coppie e velocità
angolari devono essere limitate
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti rigidi: tipologie costruttive
Giunto a manicotto:
 Semplicità di realizzazione e montaggio
 Adatto per esecuzioni grossolane e di scarsa
importanza
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti rigidi: tipologie costruttive
Giunto a gusci:
 Semplicità di montaggio e economicità
 Il collegamento degli alberi ai gusci può avvenire per
attrito o attraverso una linguetta
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti rigidi: tipologie costruttive
Giunto a gusci:
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti rigidi: tipologie costruttive
Giunto a dischi o a flangia:
 Semplicità di montaggio e economicità
 Il collegamento degli alberi avviene attraverso una
linguetta
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti rigidi: tipologie costruttive
Giunto a dischi o a flangia:
 Il collegamento degli alberi può avvenire anche
utilizzando dei calettatori ad attrito
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti rigidi: tipologie costruttive
Giunto a dischi o a flangia:
 Generalmente le due flange non sono identiche, in
quanto sono dotate di una superficie di centraggio
costituita rispettivamente da un risalto e da una cava
cilindrica
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti rigidi: tipologie costruttive
Giunto a dischi o a flangia:
 La trasmissione avviene per attrito generato su una
corona circolare dai bulloni di collegamento delle
flange
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
Giunti elastici
I giunti elastici realizzano un collegamento con una
rigidezza limitata rispetto ad alcuna o a tutte le possibili
sollecitazioni.
 Grazie alla limitata rigidezza, in presenza di
disallineamenti
e
spostamenti
relativi,
le
sovrasollecitazioni introdotte negli elementi collegati sono
limitati.
I
giunti
elastici
consentono
di
recuperare
disallineamenti iniziali dovuti ad errori di assemblaggio
tra macchine diverse
I giunti elastici possono essere utilizzati per una vasta
gamma di coppie e velocità angolari
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
Giunti elastici
La ridotta rigidezza dei giunti elastici può essere
costruttivamente ottenuta attraverso vari sistemi:
 Definendo una configurazione geometrica degli
elementi che conferisce loro una bassa rigidezza
 Introducendo dei materiali di tipo elastomerico
 Introducendo dei giochi opportuni tra gli elementi
collegati
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunto a piuoli:
 I bulloni di collegamento delle flange, che sono
distanziate, sono rivestiti con anelli di materiale
elastomerico che può compensare disallineamenti e
disassamenti.
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunto a piuoli:
 I bulloni di collegamento delle flange, che sono
distanziate, sono rivestiti con anelli di materiale
elastomerico che può compensare disallineamenti e
disassamenti.
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunto a piuoli:
 I giunti a piuoli consentono piccoli spostamenti
assiali, radiali e rotazioni.
 Gli inserti elastomerici fungono anche da smorzatori
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunto a piuoli:
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Trasmissione elastica a piuoli con allunga e supporto
intermedio:
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunto a collare:
 Il collegamento tra le due
flange avviene per mezzo
di un collare di gomma.
 Il giunto a collare
consente
spostamenti
radiali e assiali molto
ampi
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunto a collare:
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunto a collare: variante costruttiva
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunto a settori elastici:
 I due mozzi presentano dei denti ricavati assialmente
che si impegnano in un anello elastico dentato in
materiale elastomerico
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunto a settori elastici:
 I due mozzi presentano dei denti ricavati assialmente
che si impegnano in un anello elastico dentato in
materiale elastomerico
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunto a settori elastici:
 I due mozzi presentano dei denti ricavati assialmente
che si impegnano in un anello elastico dentato in
materiale elastomerico
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Coppia di giunti a settori elastici con allunga:
 Nel caso di alberi molto distanti si può utilizzare una
coppia di giunti collegata con un albero intermedio
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Coppia di giunti a settori elastici con allunga:
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Coppia di giunti a settori elastici:
 Nel caso occorra compensare forti disallineamenti si
può utilizzare un giunto dotato di due anelli elastici
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Coppia di giunti a settori elastici:
 Nel caso occorra compensare forti disallineamenti si
può utilizzare un giunto dotato di due anelli elastici
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti a settori elastici:
Trasmissione garantita con sovraccarichi
Interruzione della trasmissione con sovraccarichi
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti a settori elastici: esempio di dimensionamento
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti ad anello elastico per forti disallineamenti:
 L’elemento elastico è un anello interposto tra le due
flange collegato con viti
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti a lamelle:
 Tra le due flange viene interposto un pacco di
lamelle metalliche
 Il giunto consente piccoli spostamenti assiali e
rotazioni ma è torsionalmente rigido
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti a lamelle:
 Le lamelle possono essere ad anello continuo o a
settore
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti a lamelle con spaziatore:
 Per distanze limitate si può utilizzare una coppia di
giunti a lamelle accoppiate con uno spaziatore
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti a lamelle con spaziatore:
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti a lamelle con spaziatore:
 esempi di compensazione
disallineamenti
di
disassamenti
e
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti a lamine inflesse:
 un nastro di acciaio viene inserito in fessure
ricavate sulle due flange
Carico leggero
Carico normale
Carico con urti
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti a lamine inflesse:
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti a catena:
 i giochi esistenti tra le maglie della catena
conferiscono la possibilità di compensare piccoli
errori angolari
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti a soffietto:
 l’elemento elastico è una lamina in acciaio a forma
di soffietto interposta tra i due semigiunti
 Si utilizza quando si vuole una rapida risposta
dinamica, frequenti inversioni del verso di rotazione,
elevata precisione di trasmissione
 Viene utilizzato ad esempio per azionare encoder e
nella robotica
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti a soffietto: esempio di dimensionamento
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti elastici: tipologie costruttive
Giunti a soffietto: esempio di dimensionamento
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
Giunti articolati
I giunti articolati sono costituiti da elementi accoppiati
cinematicamente fra di loro in modo da poter subire
spostamenti relativi di traslazione o di rotazione:
 Giunto di Oldham
 Giunto di Cardano
 Giunti omocinentici di altro tipo
 Giunto a denti
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti articolati: tipologie costruttive
Giunto di Oldham:
 I due semigiunti sono
collegati per mezzo di
un disco con due risalti
ortogonali
 Durante la rotazione il
disco scorre lungo i
risalti per compensare
i disassamenti presenti
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti articolati: tipologie costruttive
Giunto di Cardano:
 Il giunto è costituito da due forcella e una crociera
 Utilizzando due giunti di cardano si eliminano le
irregolarità nel moto di rotazione
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti articolati: tipologie costruttive
Giunti a denti:
 I mozzi presentano delle dentature bombate collegate
attraverso un manicotto dotato di una dentatura interna
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti articolati: tipologie costruttive
Giunti a denti:
 La bombatura dei denti consente di cambiare la zona
di contatto a seconda dei disallineamenti e degli
spostamenti assiali introdotti
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti: verifiche in fase di montaggio
 Verifica del disassamento e dell’inclinazione relativa
(coassialità) degli alberi
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti: verifiche in fase di montaggio
 Verifica del parallelismo delle facce dei semigiunti nei
4 quadranti
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
I giunti: verifiche in fase di montaggio
 Verifica del disallineamento radiale nel caso di giunti
con spaziatore o allunga
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R. Nobile – Costruzione di Macchine – I giunti
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