2.2 Gli ingranaggi cilindrici

Le ruote dentate più comuni sono i cosiddetti ingranaggi cilindrici, che presentano i denti radialmente sulla superficie esterna (o interna) della ruota. In particolare, gli ingranaggi a denti dritti vengono utilizzati per trasmettere il moto di rotazione tra due assi (o alberi) paralleli.

I dati della coppia massima riportati nelle tabelle della scheda tecnica sono frutto di un incrocio tra i calcoli teorici e i dati sperimentali ottenuti in laboratorio.

I calcoli teorici sono basati sulla formula di Lewis. Con questa formula si verifica che il dente (Fig.2), considerato come una mensola incastrata sulla corona, non ceda sotto l’azione della forza (F) (considerata come forza statica) trasmessa dalle ruote. Questa teoria è basata sulle seguenti ipotesi:

  • la sollecitazione della forza complessiva (F) sul dente è considerata per semplicità applicata alla punta del dente stesso
  • la componente radiale (Fr) della forza (F) che determina uno sforzo di compressione sul dente è considerata trascurabile; ne consegue che la componente della forza (F) che determina la flessione del dente è l’unica considerata e, per semplicità, avrà valore uguale alla forza tangenziale (Fr) sulla primitiva
  • per il calcolo viene presa in considerazione la situazione più sfavorevole, con una sola coppia di denti in presa


La forza (Ft) viene correlata quindi alla coppia (M) tramite il diametro primitivo:



I dati sperimentali sono stati ottenuti tramite prove in laboratorio e verificati con un software prendendo in considerazione la linea guida VDI 2736 per la progettazione delle ruote dentate in tecnopolimero. Le prove sono state effettuate in continuo a velocità di 100-150 giri al minuto in assenza di lubrificazione, per realizzare le condizioni più gravose.

Le coppie riportate nelle tabelle delle schede tecniche forniscono un'indicazione di massima e non devono essere considerati validi per ogni tipologia di applicazione. Le condizioni operative (velocità di rotazione, presenza o meno di lubrificanti, temperature di esercizio, accoppiamento con organi di trasmissione di diversi materiali, fattore di servizio ecc.) influiscono notevolmente sulle prestazioni.

Il progettista dovrà tenere conto delle condizioni reali di utilizzo diverse da quelle del laboratorio.