Analisi FEM di un riduttore ad ingranaggi mediante Solidworks Simulation

La seguente relazione tratta l’applicazione di una metodologia di calcolo strutturale ad un caso pratico. In particolare, si ricorre all’analisi degli elementi finiti (FEA) per la valutazione dello stato di tensione e deformazione di un albero intermedio di un riduttore meccanico ad ingranaggi. Tale organo è identico a quello dimensionato nel progetto svolto durante il corso di Costruzione di macchine 1, tenuto dal professore Alberto Campagnolo. Per poter eseguire lo studio, è necessario avvalersi di un software di calcolo e in questa sede si è deciso di utilizzare Solidworks Simulation, un’estensione dell’omonimo programma, costituita da una gamma di strumenti di studio strutturale che sfrutta l’analisi degli elementi finiti per prevedere il comportamento fisico di un componente nel mondo reale, attraverso l’esecuzione di collaudi virtuali sui modelli CAD. Il software offre funzionalità di analisi dinamica, statica lineare e non lineare; tuttavia, per gli scopi di questa relazione, si sfrutterà la sola analisi statica lineare, la quale sarà caratterizzata da alcune condizioni in seguito approfondite. Il contenuto della presente trattazione, il cui obiettivo è l’analisi FEM dell’albero del riduttore, si articola in sei capitoli: il primo capitolo introduce il metodo di analisi degli elementi finiti; il secondo e il terzo capitolo riguardano l’addestramento a Solidworks Simulation condotto attraverso due esempi base che fungono da guida per l’argomento oggetto del presente studio, affrontato poi negli ultimi due capitoli; il quarto capitolo presenta il calcolo del fattore di concentrazione delle tensioni Kt dall’analisi degli elementi finiti, in tre diverse sezioni dell’albero intermedio; il quinto capitolo tratta delle verifiche a deformabilità relative all’albero, ricavate anch’esse dalla FEA; infine, nel capitolo conclusivo vengono fatte alcune considerazioni riguardo ai risultati ottenuti.