COLLEGAMENTI ALBERO-MOZZO
COLLEGAMENTI ALBERO-MOZZO
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<strong>COLLEGAMENTI</strong> <strong>ALBERO</strong>-<strong>MOZZO</strong><br />
<strong>ALBERO</strong> <strong>MOZZO</strong><br />
Introduzione<br />
I collegamenti albero-mozzo sono collegamenti smontabili che consentono di rendere<br />
solidali, rispetto alla rotazione attorno ad un asse comune, una parte piena (albero), ed una<br />
parte forata (mozzo).<br />
È possibile adottare varie soluzioni, tra cui le più utilizzate sono le seguenti:<br />
�Collegamento con chiavetta: elemento prismatico che si interpone con forzamento<br />
radiale tra albero e mozzo. Non consente lo scorrimento assiale relativo delle due parti.<br />
�Collegamento con linguetta: elemento prismatico che si interpone senza forzamento<br />
radiale tra albero e mozzo. Consente lo scorrimento assiale relativo delle due parti.<br />
�Collegamento con profili scanalati: sia l’albero che il foro del mozzo sono sagomati. Può<br />
consentire o non consentire lo scorrimento assiale.<br />
�Collegamento con spina trasversale: elemento che attraversa radialmente sia l’albero<br />
che il mozzo. Non consente lo scorrimento assiale relativo.<br />
341<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 342<br />
1
Chiavette<br />
Le chiavette sono elementi prismatici che si interpongono tra albero e mozzo, in una<br />
scanalatura prismatica denominata cava, con forzamento radiale. Tra i fianchi della<br />
chiavetta ed i fianchi della cava vi è gioco. Tra le facce superiori ed inferiori della chiavetta<br />
e le rispettive facce della cava vi è forzamento. Il forzamento si realizza grazie alla forma<br />
della chiavetta, la quale ha la faccia superiore inclinata di 1:100. La trasmissione del<br />
momento torcente avviene grazie alle forze di attrito che si generano sulle facce della<br />
chiavetta.<br />
Le chiavette hanno le seguenti caratteristiche:<br />
Il forzamento radiale provoca eccentricità (disassamento di albero e mozzo), con<br />
conseguenti vibrazioni. Non sono adatte a collegamenti di parti veloci e/o che richiedono<br />
specifiche di coassialità.<br />
Non è consentito lo scorrimento assiale relativo.<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 343<br />
Tipologie di chiavette: forma della sezione trasversale<br />
In base alla forma della sezione trasversale le chiavette possono essere di tre tipi:<br />
incassate, ribassate o ribassate concave.<br />
Chiavette incassate (square<br />
tapered keys)<br />
Le chiavette incassate permettono<br />
di trasmettere tutto il momento<br />
torcente che è in grado di<br />
sopportare l’albero.<br />
Il loro montaggio richiede<br />
l’esecuzione di una sede sia sul<br />
mozzo che sull’albero.<br />
Chiavette ribassate (flat<br />
taperde saddle keys)<br />
Le chiavette ribassate permettono<br />
di trasmettere metà del momento<br />
torcente che è in grado di<br />
sopportare l’albero.<br />
Il loro montaggio richiede<br />
l’esecuzione di una sede sul<br />
mozzo ed di una spianatura<br />
sull’albero.<br />
Chiavette ribassate concave<br />
(hollow tapered saddle keys)<br />
Le chiavette ribassate concave<br />
permettono di trasmettere un<br />
quarto del momento torcente che<br />
è in grado di sopportare l’albero.<br />
Il loro montaggio richiede<br />
l’esecuzione di una sede sul<br />
mozzo e nessuna lavorazione<br />
sull’albero.<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 344<br />
2
Tipologie di chiavette: altre caratteristiche di forma<br />
In base alla forma generale si hanno i seguenti tipi di chiavette: diritte (forma B),<br />
arrotondate (forma A) e con nasello. Le differenti forme sono legate a differenti<br />
procedure di montaggio e smontaggio, come mostrato nelle figure seguenti.<br />
Montaggio Smontaggio<br />
Chiavetta diritta (tipo B)<br />
Il montaggio e lo smontaggio si<br />
eseguono agendo sulla chiavetta.<br />
Smontaggio<br />
Montaggio<br />
Chiavetta arrotondata (tipo A)<br />
Il montaggio e lo smontaggio si<br />
eseguono agendo sul mozzo.<br />
Montaggio<br />
Smontaggio<br />
Chiavetta con nasello<br />
Le chiavette con nasello consentono<br />
il montaggio e lo smontaggio del<br />
collegamento quando un lato non è<br />
accessibile.<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 345<br />
Chiavette normali diritte (B) e arrotondate (A). UNI<br />
6607<br />
La forma delle chiavette normali e le loro dimensioni (comprese quelle delle relative sedi su<br />
albero e su mozzo) sono normalizzate dalla UNI 6607.<br />
A<br />
B<br />
…<br />
Esempio di designazione di una chiavetta forma<br />
B, sezione b x h = 18 x 11 mm e lunghezza l =<br />
125 mm:<br />
Chiavetta UNI 6607 – B 18 x 11 x 125<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 346<br />
3
Chiavette con nasello. UNI 6608<br />
La forma delle chiavette con nasello e le loro dimensioni (comprese quelle delle relative sedi<br />
su albero e su mozzo) sono normalizzate dalla UNI 6608.<br />
Linguette<br />
…<br />
Esempio di designazione di una chiavetta con<br />
nasello, sezione b x h = 10 x 8 mm e lunghezza l<br />
= 32 mm:<br />
Chiavetta UNI 6608 – 10 x 8 x 32<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 347<br />
Anche le linguette sono elementi prismatici che si interpongono tra albero e mozzo, tuttavia<br />
con un principio di funzionamento differente. Il momento torcente è trasmesso grazie al<br />
contatto che si instaura sui fianchi della linguetta, mentre non c’è forzamento radiale.<br />
Le chiavette hanno le seguenti caratteristiche:<br />
L’assenza di forzamento radiale non provoca eccentricità. Sono adatte anche a<br />
collegamenti di parti veloci e/o che richiedono specifiche di coassialità.<br />
È consentito lo scorrimento assiale relativo. In generale si deve prevedere un<br />
opportuno sistema di bloccaggio radiale dell’insieme, per evitare lo smontaggio spontaneo.<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 348<br />
4
Tipologie di linguette<br />
Le linguette possono assumere una delle seguenti forme: diritta (forma B), arrotondata<br />
(forma A), o a disco (tipo Woodruff), adatta al montaggio su estremità coniche di alberi.<br />
Linguetta diritta<br />
(square key)<br />
Linguetta arrotondata<br />
(Pratt & Whitney key)<br />
Linguetta a disco<br />
(Woodruff key)<br />
Linguetta a disco su estremità<br />
d’albero conica<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 349<br />
Linguette diritte (B) e arrotondate (A). UNI 6604<br />
La forma delle linguette tipo A e B e le loro dimensioni (comprese quelle delle relative sedi<br />
su albero e su mozzo) sono normalizzate dalla UNI 6604.<br />
A<br />
B<br />
…<br />
Esempio di designazione di una linguetta di<br />
forma B, sezione b x h = 20 x 12 mm e<br />
lunghezza l = 90 mm:<br />
Linguetta UNI 6604 – B 20 x 12 x 90<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 350<br />
5
Linguette a disco. UNI 6606<br />
La forma delle linguette tipo A e B e le loro dimensioni (comprese quelle delle relative sedi<br />
su albero e su mozzo) sono normalizzate dalla UNI 6604.<br />
Forma<br />
normale<br />
Forma<br />
tronca (h 2<br />
= 0,8h 1 )<br />
Lavorazioni meccaniche<br />
…<br />
Esempio di designazione di una linguetta a<br />
disco, sezione b x h 1 = 5 x 9 mm:<br />
Linguetta UNI 6604 – 6 x 9<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 351<br />
Le lavorazioni meccaniche eseguite per realizzare le sedi di chiavette e linguette su alberi e<br />
su mozzi sono importanti ai fini di una corretta quotatura dei pezzi.<br />
Esecuzione di una sede<br />
(keyway) per<br />
linguetta/chiavetta su mozzo<br />
con stozzatrice<br />
Esecuzione di una sede<br />
(keyseat) per<br />
linguetta/chiavetta di tipo A<br />
su albero con fresa a candela<br />
Esecuzione di una sede per<br />
linguetta/chiavetta di tipo B<br />
su albero con fresa a disco<br />
Esecuzione di una sede per<br />
linguetta arrotondata su<br />
albero con fresa a disco<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 352<br />
6
Quotatura<br />
Si riportano in questa trasparenza esempi di quotatura di sedi per chiavette/linguette su<br />
albero e su mozzo.<br />
Quotatura di sede per<br />
linguetta/chiavetta su mozzo<br />
Quotatura di una sede per<br />
linguetta/chiavetta di tipo A<br />
su albero<br />
Profili scanalati (splines)<br />
Quotatura di una sede per<br />
linguetta/chiavetta di tipo B su albero<br />
Quotatura di una sede per linguetta<br />
arrotondata su estremità conica di albero<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 353<br />
Gli accoppiamenti scanalati sono costituiti da albero e mozzo sui quali sono ricavati<br />
opportuni risalti (funzionanti, in pratica, come una serie di linguette). I profili scanalati sono<br />
utilizzati quando sia richiesta una maggiore affidabilità o quando le dimensioni ridotte<br />
dell’albero non consentirebbero l’impiego di chiavette o linguette.<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 354<br />
7
Forma del profilo e centratura<br />
I profili scanalati si differenziano in base alla forma dei risalti ed al tipo di centraggio.<br />
Secondo la forma si possono avere profili a fianchi paralleli (a denti dritti) o ad<br />
evolvente. Il centraggio riguarda invece quale superficie dell’albero va a contatto con la<br />
corrispondente superficie del mozzo. Esso può avvenire: per contatto sulla superficie<br />
interna (centraggio interno), per contatto sulla superficie di testa dei denti<br />
(centraggio esterno) o per contatto sui fianchi.<br />
Profilo a fianchi paralleli,<br />
centraggio interno. Molto<br />
utilizzato.<br />
Profilo a fianchi paralleli, centraggio<br />
sui fianchi. Poco utilizzato.<br />
Profilo a fianchi paralleli,<br />
centraggio esterno. Poco<br />
utilizzato.<br />
Profilo a fianchi paralleli, centraggio sui fianchi. Utilizzato per<br />
applicazioni dove è richiesta la trasmissione di momenti elevati<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 355<br />
Rappresentazione convenzionale di accoppiamenti<br />
scanalati<br />
Di norma la rappresentazione completa di un accoppiamento scanalato con tutti i dettagli e<br />
le dimensioni reali non è necessario. Si ricorre alla rappresentazione semplificata secondo la<br />
UNI ISO 6413.<br />
Mozzo scanalato a fianchi<br />
paralleli (internal straight-sided<br />
spline).<br />
Albero scanalato a fianchi<br />
paralleli (external straight-sided<br />
spline).<br />
Mozzo scanalato con profilo ad Albero scanalato con profilo ad<br />
evolvente (internal involute spline). evolvente (external involute spline).<br />
Accoppiamento scanalato a fianchi<br />
paralleli.<br />
Accoppiamento scanalato con<br />
profilo ad evolvente.<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 356<br />
8
Designazione di profili scanalati.<br />
Si riporta qui la designazione unificata di due tipi di scanalati di comune utilizzo: scanalati<br />
cilindrici a fianchi paralleli con centraggio interno e scanalati cilindrici con profilo ad<br />
evolvente e centraggio sui fianchi.<br />
Scanalati cilindrici a fianchi paralleli,<br />
centraggio interno (UNI 8953)<br />
-Indicazione albero, mozzo o albero/mozzo;<br />
-Riferimento norma;<br />
-Numero denti x diametro interno x diametro<br />
esterno;<br />
-Tolleranze:<br />
Esempi:<br />
-Per l’albero: S (scorrevole), SC (scorrevole<br />
sotto carico), F (fisso);<br />
-Per il mozzo: T (trattato dopo la<br />
brocciatura), NT (non trattato dopo la<br />
brocciatura)<br />
Albero UNI 8953 – 6 x 23 x 26 S<br />
Mozzo UNI 8953 – 6 x 23 x 26 T<br />
Albero/mozzo UNI 8953 – 6 x 23 x 26 S/T<br />
Spine (pins)<br />
Scanalati cilindrici con profilo ad<br />
evolvente, centraggio sui fianchi<br />
(UNI ISO 4156)<br />
-Indicazione INT (mozzo), EXT (albero) o INT/EXT<br />
(accoppiamento);<br />
-Numero denti;<br />
-Modulo;<br />
-Angolo di pressione seguito da tipo fondo P<br />
(piatto), R (raccordato);<br />
-Tolleranza;<br />
-Riferimento norma<br />
Esempi:<br />
EXT 24Z x 2,5 m x 30R x 5f UNI ISO 4156<br />
INT 24Z x 2,5 m x 30R x 5H UNI ISO 4156<br />
INT/EXT 24Z x 2,5 m x 30R x 5H/5f UNI ISO<br />
4156<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 357<br />
Le spine trasmettono il momento torcente tra albero e mozzo attraverso sollecitazioni di<br />
taglio. Si tratta di una condizione sfavorevole di funzionamento, per cui sono adatte alla<br />
trasmissione soltanto di deboli momenti torcenti.<br />
Spina cilindrica<br />
(straight pin)<br />
La spina deve essere montata<br />
con accoppiamento senza<br />
gioco in uno dei due pezzi da<br />
unire. È necessario lavorare<br />
con precisione (alesare) il foro.<br />
Spina conica<br />
(taper pin)<br />
La spina conica (conicità 1:50)<br />
viene forzata in un foro di<br />
uguale conicità eseguito<br />
all’atto del montaggio delle<br />
parti. Anche in questo caso il<br />
foro necessita di alesatura.<br />
Spina elastica<br />
(spiral wrapped pin)<br />
La spina elastica, adattandosi<br />
spontaneamente alle rispettive<br />
sedi, elimina la necessità di<br />
alesatura dei fori.<br />
Spina elastica ad intagli<br />
(grooved pin)<br />
Non differisce, come principio<br />
di funzionamento, dalla spina<br />
elastica.<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 358<br />
9
Spine cilindriche. ISO 2338.<br />
Si riporta qui uno stralcio della norma relativa al tipo più semplice di spine cilindriche,<br />
normalizzate dalla UNI EN 22338 (ISO 2338).<br />
Tipo A<br />
Tipo B<br />
Tipo C<br />
Spine elastiche. ISO 8752.<br />
Esempio di designazione di una spina<br />
cilindrica tipo A, di diametro d = 3<br />
mm e lunghezza l = 22 mm:<br />
Spina ISO 2338 – 3 x 22 – A - st<br />
Materiale<br />
(acciaio)<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 359<br />
Si riporta qui uno stralcio della norma relativa a spine cilindriche elastiche.<br />
…<br />
Esempio di designazione di una spina<br />
elastica, di diametro d = 5 mm e<br />
lunghezza l = 24 mm:<br />
Spina ISO 8752 – 5 x 24 - st<br />
Materiale<br />
(acciaio)<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 360<br />
10
Spine coniche. UNI 7283.<br />
Si riporta qui uno stralcio della norma relativa a spine coniche.<br />
…<br />
Esempio di designazione di una spina<br />
conica, di diametro d 1 = 8 mm e<br />
lunghezza l = 30 mm:<br />
Spina UNI 7283 – 8 x 30 - st<br />
Materiale<br />
(acciaio)<br />
Appunti di Disegno Tecnico Industriale 361<br />
11