APPLICAZIONE DI PROGRAMMI AVANZATI PER LA MODELLAZIONE DI DENTATURE CILINDRICHE E ANALISI DI SENSIBILITA AI PARAMETRI

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Il presente lavoro di tesi riguarda la validazione del programma HELICAL 3D® per la
progettazione di ingranaggi cilindrico elicoidali di impiego aerospaziale ed è stato svolto in
collaborazione con il DIMNP dell’Università di Pisa e con AVIO PROPULSIONE AEROSPAZIALE S.p.A. TORINO.

La progettazione avanzata e ottimizzazione degli ingranaggi richiede prove di simulazione
numerica dell’ingranamento molto onerose in termini di ore/macchina e ore/uomo.
In particolare interessa trovare la forma ottimale del dente sia agendo su aspetti macroscopici quali la correzione nel taglio della dentatura sia agendo su aspetti micrometrici quali l’asportazione di materiale nel senso del profilo del dente (spoglia lineare,quadratica ecc.) o l’asportazione nel senso della larghezza di fascia del dente (bombatura).
La correzione nel senso del profilo serve per evitare il contatto di testa e per agire sull’errore di trasmissione contenendo le vibrazioni prodotte dal normale funzionamento dell’ingranaggio.
La correzione nel senso della larghezza di fascia serve per evitare l’effetto di disallineamenti che portano a concentrazioni dannose della pressione sul fianco del dente e di conseguenza delle sollecitazioni a piede dente.
Un valido strumento per effettuare questi importanti dimensionamenti è il SOFTWARE HELICAL 3D,che grazie a particolari scelte numeriche e di simulazione riesce a dare una soluzione sufficientemente precisa e veloce rispetto ai normali programmi FEM.

Dopo una breve introduzione viene studiato nel dettaglio tale programma (capitolo 2), ne viene svolto uno studio di sensibilità (capitolo 3) ed infine viene effettuato un confronto con il codice FEM ANSYS che viene usato come riferimento per valutarne la precisione e affidabilità (capp 4-5).

This thesis concerns of the validation of the software HELICAL 3D® for the design of helical gears used in aerospace applications and it has been developed in collaboration with DIMNP of Univerity of Pisa and AVIO Propulsione Aerospaziale S.p.A. TORINO.
The advanced design and optimization of gears needs numerical solution of the meshing which is very expensive in terms of computational time and preparation of the model by using pure F.E.M programs. On the contrary the time is very reduced if dedicated-software are used, as HELICAL 3D® .
By using these softwares allows for more free and detailed design and optimization of gears compared to traditional normative methods.
The main purpose of this thesis is verify the accuracy of the software. In fact ,as everyone knows, in aerospace design safety factors with low values are required as it minimize components weigth. 
First, it has been done a sensitivity study on HELICAL 3D® to see the effect of model parameters changing on the solution.
Thus, it has been done a comparison with ANSYS®, by creating a reference model to determine the precision of HELICAL 3D® in its solution.
The main goals that have been achieved are the identifying of the optimum model parameters in HELICAL 3D® and also verifying that the program gives a sufficiently precise solution, with a maximum difference to the reference model of 6% in respect of contact pressure, compatible with the requirements of aerospace design.