Analisi FEM strutturali di un riduttore bistadio mediante Solidworks Simulation

L’obiettivo della seguente relazione è quello di studiare lo stato di tensione e di deformazione nei diversi punti di concentrazione delle forze dell’albero del riduttore ad ingranaggi progettato durante il corso di Costruzione Macchine 1, tenuto dal professor Campagnolo. È possibile eseguire questo mediante l’utilizzo del Solidworks Simulation, il quale è in grado di eseguire lo studio tensionale attraverso il metodo degli elementi finiti. La relazione finale è costituita da 5 diversi capitoli così caratterizzati: nel capitolo 1 viene introdotto il metodo degli elementi finiti, descrivendo ed analizzando il metodo in generale, i concetti base ed i principali passaggi dell’analisi FEM. Il capitolo 2 analizza lo studio di una semplice struttura come un telaio piano (caso monodimensionale) al quale viene applicato il metodo degli elementi finiti. Il capitolo 3, invece, si concentra su un caso bidimensionale ( piastra forata) al quale viene sempre applicato il medesimo metodo. Lo scopo principale dei due casi studio appena citati, è quello di prendere dimestichezza con il metodo e con il software Solidworks: modellazione del corpo solido, applicazione dei carichi e dei vincoli, creazione della mesh. Il capitolo 4 ed il capitolo 5 presentano l’argomento principale della relazione: l’analisi FEM dell’albero riduttore. Lo studio si concentra principalmente sulla determinazione dei parametri per la verifica a fatica, ricavando il fattore teorico di concentrazione delle tensioni Kt in tre sezioni critiche dell’albero (spallamento del cuscinetto di sinistra, gola di scarico per la filettatura di sinistra e spallamento della ruota dentata di sinistra) per confrontarlo successivamente con il valore ricavato dal manuale del Peterson. In seguito, si eseguiranno le verifiche a deformabilità dell’albero intermedio calcolando gli spostamenti nei centri delle due ruote dentate e le rotazioni in corrispondenza dei due cuscinetti, confrontandoli poi con i valori ricavati con il metodo analitico. Infine, si conclude con le considerazioni finali sul lavoro svolto.