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Transmission gearsbox repairing

Ho avuto modo di toccare con mano un’infinità di ingranaggi, ed oggi voglio portarvi con me in questo mondo dalle minuscole tolleranze (nell’ordine del centesimo e del micron) applicate nel motorsport.

Iniziamo dalla definizione di ingranaggio: un meccanismo volto a trasmettere un momento meccanico. Ne distinguiamo di cilindrici dritti ed elicoidali, sono quelle che tratteremo nell’articolo, ma anche conici, a loro volta dritti ed elicoidali.

Meno usate sono la vite ad evolvente, gli sghembi, i sistemi epicicloidali e gli ingranaggi a doppia elica (cuspide) che identificano il logo Citroen.

Il materiale è di vitale importanza e varia in base al campo di applicazione. Per le competizioni le caratteristiche principali sono la resistenza ad usura, a fatica ed idoneità a trattamenti termici (lavorazione fondamentale). Comunque si prediligono gli acciai al Nichel Cromo Molibdeno.

Una delle caratteristiche principali è il rapporto di tramissione (di seguito le formule per i più curiosi).

L’apice 1 è riferito alla ruota conduttrice e l’apice 2 alla ruota condotta, z il numero di denti della ruota, m il modulo, d il diametro primitivo, ω la velocità angolare.

Le caratteristiche principali di un ingranaggio sono le seguenti, ringrazio il mio prof. di costruzione di macchine.

DRITTI VS ELICOIDALI

Perchè le auto stradali hanno il cambio a denti elicoidali, mentre quelle da corsa a denti dritti?

A parità di diametro gli ingranaggi elicoidali presentano più denti di quelli dritti, quindi le forze si distribuiscono in modo più equo sulla dentatura e la durata è superiore. La porzione di contatto influenza l’attrito, che è maggiore tanto più grande è la superficie.

In ambito racing si prediligono quelli dritti che trasmettono tutta la coppia radialmente, mentre l’elicoidale possiede anche una componente assiale che viene “persa” ed assorbita da un cuscinetto montato sull’albero.

Foto: Škoda Auto

ll sound ovviamente è diverso, gli elicoidali sono molto più silenziosi ma anche più costosi, proprio per questo è preferibile usarli in ambito stradale.

Vi allego qui il video della BMW 320 del campionato turismo tedesco, il “suono” a massimi regimi diventa quasi insopportabile.

Come accennato nell’introduzione, le tolleranze di montaggio e ingranamento devono rispettare requisiti molto severi, nell’ordine dei micron.

La rettifica è un’operazione indispensabile per accoppiamenti così precisi. Nello specifico quella dei denti e la super finitura (o lappatura) sono operazioni volte a diminuire la rugosità del dente e quindi la dispersione di energia.

Un esempio pratico, per capire, potrebbe essere un globulo rosso che ha una lunghezza di 8 µm o un capello tra i 65 e i 78 µm.

L’ultimo argomento da trattare è l’usura e la rottura degli ingranaggi, la pressione di contatto è il fattore da dimensionare adeguatamente per evitare il pitting.

Sono disponibile per eventuali domande o curiosità, vi aspetto nel prossimo articolo tecnico.

Di Giuseppe Di Florio

Ingegnere meccanico in ambito metalmeccanico. Appassionato di motorsport fin da piccolo, ho lavorato in formula SAE come dinamico del veicolo e successivamente nel Campionato Italiano Rally Terra. Sono entrato nella famiglia di ItalianWheels.net nel novembre 2021 come redattore e social media manager.

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