Dentatura frontale Voith-Hirth, anelli dentati normalizzati e anelli

Dentatura frontale Voith-Hirth,
anelli dentati normalizzati e anelli dentati a disegno
accoppiamento
precisione
precisione di
prismatico
di divisione
riposizionamento
cuneiforme (incastro)
Fa
Fu
L‘origine
Impiego
Presenti in tutto il mondo
Scoperta da decenni ed ancora
oggi attuale, l’originale dentatura
Hirth della Voith Turbo soddisfa le
esigenze della moderna industria
meccanica consentendo:
costruzioni leggere
collegamenti ad alta rigidità
Voith Turbo offre una gamma
completa che soddisfa
praticamente tutte le esigenze:
anelli dentati normalizzati
anelli dentati su disegno del
cliente
dentature eseguite su componenti di macchina del cliente
Gli anelli normalizzati Voith sono
componenti compatti che consentono, alta precisione di divisione
ed elevato grado di ripetibilità.
Voith Turbo offre un‘ampia gamma
di anelli dentati normalizzati:
diametro 50 – 900 mm,
numero di denti 12 – 720
coppie trasmissibili
340 – 98.600 Nm
Le dentature frontali Voith-Hirth
confermano la loro efficacia con
oltre 100.000 applicazioni eseguite
in tutto il mondo.
Per i nostri clienti ciò significa:
tempi di consegna brevi e risparmio logistico, grazie allo stock
di anelli dentati normalizzati
che Voith tiene a magazzino
costi contenuti determinati
dalla produzione in serie
elevato standard qualitativo che
garantisce l‘intercambiabilità
degli anelli con la produzione
Voith di ogni tempo.
I campi di applicazione degli anelli
dentati normalizzati sono fra l‘altro:
macchine utensili (soprattutto
tavole girevoli Index, torrette
portautensili e cambiapallet)
turbocompressori
tecnica della misurazione
robotica
tecnologia nucleare
tecnologia medica
industria meccanica generale
La nostra esperienza è a Vostra disposizione
Caratteristiche della dentatura frontale Voith-Hirth
Vantaggi
le superfici cuneiformi della dentatura trasmettono la forza
periferica con accoppiamento prismatico ad incastro
elevata coppia trasmissibile
basso carico, sulle viti di fissaggio degli anelli, rispetto
alla elevata coppia trasmessa dall‘accoppiamento
grande superficie portante sul fianco dei denti
elevata resistenza all‘usura
precisione di divisione ± 2”
accopiamento prismatico cuneiforme
precisione di ripetibilità _< 0,001 mm
geometria ottimizzata dei denti
geometria fortemente autocentrante
planarità e concentricità molto spinte
dentatura temprata
lunga durata
Anelli normalizzati – Dati tecnici
N5
N 10
N 12
N 16
N 20
N 25
N 28
N 32
N 36
Diametro est.
D
[mm]
50
100
125
160
200
250
280
320
360
Diametro int.
d
[mm]
20
60
85
120
150
200
230
260
300
Massima coppia
trasmissibile Mmax
[Nm]
340
940
1.700
2.260
3.720
6.460
7.320
8.330
15.000
N 40
400
340
16.800
N 45
N 50
N 56
N 63
N 71
N 80
N 90
450
500
560
630
710
800
900
350
400
450
520
590
670
760
25.500
28.800
46.700
53.500
60.300
87.500
98.600
Grandezza anello
2
Premessa
valori nominali (cioè senza
coefficiente di sicurezza)
viti serrate a fondo, classe
di resistenza 10.9 secondo
ISO 898-1
spine calibrate con sezione
piena secondo ISO 8734
Nota bene
Con anelli dentati personalizzati
possono essere trasmesse
coppie più elevate.
Anelli dentati normalizzati – Dimensioni e codici
Mezzeria
del vano dentatura
N
1x45°
45°
(=36
2x1
°(
2x180 =360
°)
d H6
T
Q
R
Q
l±0,2
18°
S=F+F
Nota bene
In tutti gli anelli normalizzati la mezzaria di
un vano è allo stesso tempo la mezzaria di
uno dei fori delle viti di fissaggio. Per questo motivo, ad anelli accoppiati, le forature dei due anelli risultano sfalsate di metà
del passo della dentatura.
Schema di
foratura L
80°
G
,
l± 0
2
2x1
F±0,1
(=360
°)
h
°
Esempio di ordinazione
Grandezza anello
Numero di denti
N 20
96
36°
(=360°)
6° (=360°
x3
)
10 180°
2x
IV AB
54
M
(=
6x60° 360°)
° (=360°)
Schema di
foratura K
l±0,2
60
°
30° 30°
80
O I
B
D h6
M
2x1
D-1
E=d+1
80°
P
O
Schema di
foratura J
A
2x180°
(=360°)
II A
U
45°
0°)
III AB
Codice
H15.093220
Attenzione, nell‘ordine indicare sempre la grandezza dell‘anello, il numero
di denti ed il codice anello.
3
Grandezza anello
N5
N10
N12
N16
N20
N25
N28
N32
N36
øD
50
100
125
160
200
250
280
320
360
G
h
Numero di denti 12,1 6,08
12
24
U
3,5
11,2 2,72
2,5
10,7 1,78
1,4
H15.093040
60
U
G
h
U
17,3
5,8
4,6
G
h
U
G
h
U
4,3
19,5
5,9
4,1
G
h
U
G
h
U
G
h
U
G
h
400
U
G
h
10,4 1,22
0,9
H15.093050
72
14,5 5,91
4,2
H15.092040
14,5 4,81
4,0
H15.092010
14,1 3,82
3,5
H15.092020
13,6 2,69
2,3
H15.092030
13,7 2,74
2,4
H15.092050
96
H15.093140
16,7 4,34
3,6
H15.093110
16,6 3,83
3,5
H15.093120
16,6 3,69
3,5
15.093.130
16,1 2,52
2,2
H15.093150
120
17,1 5,43
H15.092140
16,8 4,52
H15.093240
3,8
19,6 5,44
H15.092110
16,8 4,21
3,8
19,5 4,83
15.092.120
16,6 3,51
144
4,2
H15.093210
3,4
19,1 3,84
H15.092130
16,1 2,61
4,3
H15.093250
3,5
H15.093220
2,3
19,1 3,51
H15.092160
3,3
H15.093230
18,7 2,76
2,4
H15.093270
180
19,5 5,91
4,2
H15.092240
19,8 5,82
4,7
H15.092250
19,2 4,36
3,7
H15.092210
19,1 3,85
3,5
H15.092220
18,7 2,91
2,5
H15.092230
18,7 2,76
2,4
H15.092270
22,7 7,27
5,7
H15.093340
22,8 6,95
5,8
H15.093350
22,5 5,21
4,5
H15.093310
21,4 3,63
3,0
H15.093320
21,4 3,47
3,2
H15.093330
21,4 3,22
2,9
H15.093370
240
22,4 6,66
4,9
H15.092340
22,1 5,45
4,5
H15.092310
22,4 5,43
5,0
H15.092320
21,8 4,23
4,0
H15.092330
21,7 3,82
3,4
H15.092360
21,1 2,62
2,3
H15.092370
288
26,2 8,18
6,4
H15.093440
25,2 6,58
5,4
25,0 5,91
H15.093450
24,7 5,44
4,6
24,6 5,45
H15.093470
24,7 4,98
4,5
24,5 4,84
3,5
24,3 4,23
360
23,15 1,71
3,0
23,6 2,72
2,0
23,6 2,77
2,4
H15.092480
1,4
23,4 2,02
1,7
H15.092440
d
20
60
85
120
150
200
230
260
300
340
F
10
12,5
15
15
17,5
17,5
20
20
22,5
22,5
I
35
80
105
140
175
225
255
290
330
370
J
7,5
8,6
11,6
10,6
13,1
13,7
15
15,3
17,8
17,6
N
3
4,1
4,6
4,6
5,1
5,2
7,2
7,3
O
11
11
11
11
15
15
15
15
18
18
L
2,4
H15.092430
H15.093490
K
4,0
H15.092420
H15.093430
23,5 2,39
4,2
H15.092410
H15.093420
23,8 3,07
4,3
H15.092470
H15.093410
24,0 3,63
4,2
H15.092450
H15.093480
M
U
H15.093030
11,6 3,8
H15.093020
48
h
4,5
H15.093010
36
G
N40
9
P
7
7
7
7
9,5
9,5
9,5
9,5
11,5
11,5
Q
7
7
10
10
9,5
9,5
9,5
9,5
11,5
11,5
R
5
5
7
7
6,8
6,8
6,8
6,8
9
9
T
M6
M6
M6
M6
M8
M8
M8
M8
M8
M8
I/II/III
0,005
0,01
IV
0,01
0,02
Dimensioni in mm
Pronta consegna
Schema di foratura
4
Anelli dentati normalizzati – Dimensioni e codici
Mezzeria
del vano dentatura
N
1x45°
45°
°
15
30°
12x
D h6
h
)
20° 20°
S=F+F
In tutti gli anelli normalizzati la mezzaria di
un vano è allo stesso tempo la mezzaria di
uno dei fori delle viti di fissaggio. Per questo motivo, ad anelli accoppiati, le forature dei due anelli risultano sfalsate di metà
del passo della dentatura.
5
l
30°
F±0,1
G
Nota bene
18x2
0
3 0 ° ° (=3
60
20°
°
T
Schema di
foratura K
10°
IV AB
20° 20°
10°
R
O I
B
d H6
P
O
D-1
E
M
l
(=360°)
U
Schema di
foratura J
A
30°
II A
4x90° (=360°
)
III AB
Esempio di ordinazione
Grandezza anello
N 20
Numero di denti
96
Codice
H15.093220
Attenzione, nell‘ordine indicare sempre la grandezza dell‘anello, il numero
di denti ed il codice anello.
Grandezza
Grandezza
Grandezza
anello
anello
anello
N45N45
N45
N50N50
N50
N56N56
N56
N63N63
N63
N71N71
N71
N80N80
N80
ø Døø DD
450450
450
500500
500
560560
560
630630
630
710710
710
800800
800
G GG
h hh
Numero
Numero
Numero
di denti
di
di denti
denti 26,5
26,5
26,5 5,53
5,53
5,53
96 96
96
120120
120
U UU
5,45,4
5,4
26,8
26,8
26,8 4,89
4,89
4,89
4,04,0
4,0
26,6
26,6
26,6 4,09
4,09
4,09
3,53,5
3,5
H15.093520
H15.093520
H15.093520
240240
240
26,6
26,6
26,6 3,29
3,29
3,29
3,03,0
3,0
H15.093530
H15.093530
H15.093530
288288
288
26,4
26,4
26,4 3,24
3,24
3,24
27 27
27
5,92
5,92
5,92
4,24,2
4,2
G GG
h hh
U UU
G GG
h hh
U UU
G GG
h hh
U UU
4,74,7
4,7
31,9
31,9
31,9
6,26,2
6,2
4 44
26 26
26
2,39
2,39
2,39
2,12,1
2,1
H15.093580
H15.093580
H15.093580
27,3
27,3
27,3 5,83
5,83
5,83
4,74,7
4,7
H15.092550
H15.092550
H15.092550
27,6
27,6
27,6 5,74
5,74
5,74
5,45,4
5,4
H15.092510
H15.092510
H15.092510
26,7
26,7
26,7 3,86
3,86
3,86
3,53,5
3,5
H15.092520
H15.092520
H15.092520
2,42,4
2,4
H15.092560
H15.092560
H15.092560
26,2
26,2
26,2 2,78
2,78
2,78
2,62,6
2,6
H15.092530
H15.092530
H15.092530
720720
720
29,1
29,1
29,1 5,16
5,16
5,16
3,53,5
3,5
H15.092940
H15.092940
H15.092940
29,3
29,3
29,3 4,85
4,85
4,85
3,73,7
3,7
H15.092950
H15.092950
H15.092950
29,5
29,5
29,5 4,54
4,54
4,54
4,24,2
4,2
H15.092910
H15.092910
H15.092910
29 29
29
3,48
3,48
3,48
3,23,2
3,2
H15.092920
H15.092920
H15.092920
29 29
29
3,22
3,22
3,22
3,23,2
3,2
H15.092930
H15.092930
H15.092930
27,85
27,85
27,85 1,11
1,11
1,11
0,80,8
0,8
H15.092960
H15.092960
H15.092960
29,8
29,8
29,8 6,48
6,48
6,48
H15.092640
H15.092640
H15.092640
900900
900
U UU
G GG
h hh
29,8
29,8
29,8 5,91
5,91
5,91
4,84,8
4,8
H15.092650
H15.092650
H15.092650
29,9
29,9
29,9 5,33
5,33
5,33
5,05,0
5,0
H15.092610
H15.092610
H15.092610
29,3
29,3
29,3 4,14
4,14
4,14
3,83,8
3,8
H15.092620
H15.092620
H15.092620
29,2
29,2
29,2 3,75
3,75
3,75
3,63,6
3,6
H15.092630
H15.092630
H15.092630
28 28
28
1,38
1,38
1,38
1,01,0
1,0
H15.092660
H15.092660
H15.092660
31,75
31,75
31,75 5,32
5,32
5,32
3,53,5
3,5
H15.092750
H15.092750
H15.092750
32,2
32,2
32,2 5,34
5,34
5,34
4,74,7
4,7
H15.092710
H15.092710
H15.092710
32,2
32,2
32,2 4,90
4,90
4,90
4,54,5
4,5
H15.092720
H15.092720
H15.092720
31,5
31,5
31,5 3,56
3,56
3,56
3,23,2
3,2
H15.092730
H15.092730
H15.092730
30,6
30,6
30,6 1,68
1,68
1,68
1,41,4
1,4
H15.092760
H15.092760
H15.092760
37,4
37,4
37,4 6,68
6,68
6,68
U UU
4,94,9
4,9
H15.092840
H15.092840
H15.092840
37,1
37,1
37,1 5,47
5,47
5,47
4,54,5
4,5
42,3
42,3
42,3 6,59
6,59
6,59
H15.092810
H15.092810
H15.092810
37 37
37
4,85
4,85
4,85
4,34,3
4,3
41,8
41,8
41,8 4,85
4,85
4,85
H15.092820
H15.092820
H15.092820
36,8
36,8
36,8 4,24
4,24
4,24
3,83,8
3,8
H15.097640
H15.097640
H15.097640
4,04,0
4,0
42,2
42,2
42,2 4,99
4,99
4,99
H15.092830
H15.092830
H15.092830
35,8
35,8
35,8 2,02
2,02
2,02
5,45,4
5,4
H15.097630
H15.097630
H15.097630
4,74,7
4,7
H15.097610
H15.097610
H15.097610
1,71,7
1,7
41 41
41
H15.092850
H15.092850
H15.092850
2,42,4
2,4
2,52,5
2,5
H15.097620
H15.097620
H15.097620
d dd
350350
350
400400
400
450450
450
520520
520
590590
590
670670
670
760760
760
E EE
400400
400
450450
450
502502
502
580580
580
650650
650
740740
740
840840
840
F FF
25 25
25
25 25
25
27,5
27,5
27,5
27,5
27,5
27,5
30 30
30
35 35
35
40 40
40
I II
± 0,2
380380
380
±± 0,2
0,2
± 0,2
430430
430
±± 0,2
0,2
± 0,5
480480
480
±± 0,5
0,5
± 0,5
550550
550
±± 0,5
0,5
± 0,5
620620
620
±± 0,5
0,5
± 0,5
710710
710
±0,5
±0,5
± 0,5
800800
800
±± 0,5
0,5
J JJ
M M
M
20,8
20,8
20,8
20,2
20,2
20,2
24 24
24
23 23
23
25,5
25,5
25,5
31 31
31
35 35
35
N NN
9,89,8
9,8
9,29,2
9,2
11 11
11
10 10
10
12,5
12,5
12,5
18 18
18
22 22
22
O OO
18 18
18
18 18
18
20 20
20
20 20
20
20 20
20
20 20
20
20 20
20
P PP
11,5
11,5
11,5
11,5
11,5
11,5
14 14
14
14 14
14
14 14
14
14 14
14
14 14
14
R RR
9 99
9 99
11 11
11
11 11
11
11 11
11
11 11
11
11 11
11
T TT
M8M8
M8
M8M8
M8
M10
M10
M10
M10
M10
M10
M10
M10
M10
M10
M10
M10
M10
M10
M10
I/II/III
I/II/III
I/II/III
0,01
0,01
0,01
0,015
0,015
0,015
IV IV
IV
0,02
0,02
0,02
0,03
0,03
0,03
Dimensioni in mm
6
h hh
H15.092740
H15.092740
H15.092740
K KK
G GG
H15.092540
H15.092540
H15.092540
2,92,9
2,9 26,15
26,15
26,15 2,91
2,91
2,91
H15.093570
H15.093570
H15.093570
360360
360
U UU
H15.093540
H15.093540
H15.093540
27,7
27,7
27,7 6,58
6,58
6,58
H15.093510
H15.093510
H15.093510
180180
180
h hh
3,23,2
3,2
H15.093560
H15.093560
H15.093560
144144
144
G GG
N90N90
N90
Pronta consegna
Schema foratura
Anelli dentati a disegno del cliente
Gli anelli normalizzati non sono adatti alla vostra applicazione? Nessun
problema! Realizziamo anelli dentati Voith-Hirth personalizzati per esigenze specifiche. Ovviamente Vi assistiamo nella progettazione e nel
calcolo della dentatura Hirth. Per la progettazione disponiamo di efficaci
modelli di calcolo. Approfittate di questa possibilità e della nostra lunga
esperienza.
Per le esecuzioni secondo il disegno del
cliente comunicare i seguenti dati:
L1
z3
d
␣’
h
h-s
2
D
Eccentricità
␣’
Z1=z2+z3
Perpendicolarità
h-s
2
h
␣
␣
z2
L1
d
numero di denti z
diametro esterno della dentatura D
diametro interno della dentatura d
posizione della dentatura rispetto ad eventuali
fori, scanalature e simili (ad es. mezzeria
vano-dente coincidente con la mezzaria
di uno dei fori delle viti di fissaggio)
dimensione totale Z1 delle parti accoppiate
superfici di riferimento per il rilievo degli
scostamenti assiale e radiale [ ]
tipo di materiale e di trattamento termico
tolleranze di forma e di posizione
rugosità superficiale della dentatura
Superfici di appoggio o di riferimento
7
Indicazioni per la progettazione ed il calcolo
Diagramma delle forze:
Fu
Fa
30°
Fu forza periferica
Fa forza assiale
Fn componente perpendicolare al fianco del dente
Fn
Calcolo
Il calcolo della dentatura frontale
Voith-Hirth è diverso da quello
delle dentature ad evolvente
La coppia trasmessa M è proporzionale alla forza periferica Fu
L‘angolo d‘inclinazione del fianco
dei denti (30°) determina la forza
assiale Fa
L‘ elevata precisione di accoppiamento (incastro dei denti)
assieme ad un‘adeguata forza
di serraggio Fva permettono
l‘autosostentamento dei denti
stessi. Pertanto la base dei denti
non è solleciatata a flessione.
Il sistema di fissagio degli anelli
determina solo la distribuzione
leggermente non uniforme della
sollecitazione di compressione
alla base dei denti
Vale:
La compressione massima pmax
viene calcolata come segue:
Fu =
4M
D+d
e
Fa = Fu· tan 30°
La forza assiale deve essere contrastata da sistemi di serraggio
di dimensioni adeguate. I sistemi
di serraggio possono essere costituiti da molle a tazza, cilindri
idraulici e, in casi particolari, viti.
Per la forza di serraggio Fva vale:
Fva = ␯·F a
con coefficiente di sicurezza
␯ = 1,8 … 3,0
8
pmax =
Fva + Fa
Az
con l‘effettiva superficie attiva dei
fianchi dei denti
(
Az = D – d –
·
n · dL2
D+d
)
␲
(D + d) – 1,155·z·(r + s) · ␩z
4
Sezione A-A
ØD
Ød
l
r
s
r
␣’
U
60°
r
h
H
A
A
Mezzaria della dentatura Hirth
Geometria
Il numero di denti z e l‘altezza
teorica del dente H dipendono dal
diametro esterno D della dentatura.
Formula
essendo:
Numero di denti z
Fattore c
12
24
36
48
60
72
96
120
144
180
240
288
360
0,234
0,114
0,075
0,056
0,045
0,037
0,028
0,022
0,018
0,015
0,011
0,009
0,007
720
0,003
Raggio di fondo r
Smusso di testa s
[mm]
0,3
0,6
1,0
1,6
2,5
[mm]
0,4
0,6
1,0
1,6
2,5
Valore indicativo per la lunghezza
del dente l:
l=
Az
D–d
= b·D con b = 0,05 … 0,3
2
Altezza effettiva h del dente:
h = c·D – (2 r + s)
e
b
c
D
d
dL
Fa
Fu
Fva
h
l
M
n
pmax
r
s
z
␯
␩z
effettiva superficie attiva
dei fianchi dei denti
fattore
fattore
diametro esterno dentatura
diametro interno dentatura
diametro dei fori
forza assiale
forza periferica
forza di serraggio
altezza effettiva del dente
lunghezza del dente
coppia trasmessa
numero di fori presenti
sulla dentatura
compressione massima
raggio di fondo
smusso di testa
numero di denti
coefficiente di sicurezza
superficie portante (0,65 se
fresata, 0,75 se rettificata)
9
Voith Turbo GmbH & Co. KG
Universal Joint Shafts and Hirth Couplings
Alexanderstr. 2
89522 Heidenheim, Germany
Tel. +49 7321 37-4602
Fax +49 7321 37-7206
[email protected]
www.voithturbo.com/hirth-coupling
Terne di anelli dentati –
una realizzazione di Voith Turbo
2 3
4
6
5 7
H
H
Raffigurazione schematica di una tavola girevole che non richiede il
sollevamento della tavola grazie alla terna di anelli dentati Voith-Hirth
1
2
3
4
5
6
7
base
tavola girevole
anello dentato solidale con la tavola
anello dentato solidale con la base
anello dentato di bloccaggio
cuscinetto radiale
cilindro di sollevamento
H dentatura Hirth
Vantaggi delle terne di anelli Voith-Hirth nei…
L‘impiego delle terne di anelli dentati offre grandi vantaggi specialmente nella progettazione delle
macchine utensili. Le applicazioni
più comuni si hanno nelle tavole
girevoli Index senza sollevamento
e nei portautensili.
tavole girevoli senza sollevamento
portautensili
Risparmio di energia dovuto all‘elimi- corse brevi per il cambio degli
nazione del sollevamento del pezzo
utensili
maggior efficenza delle tenute che
rapida sostituzione degli utensili
impediscono le infiltrazioni del refrigerante all‘interno della tavola
ottimizzazione dei costi di
costruzione
elevata precisione di posizionamento
(precisione di divisione ± 2”)
G 699 it, aik-SDL / WA, 06.2007, 1.500. Le dimensioni e le immagini non sono vincolanti. Con riserva di modifiche.
1