Riassunto analitico
La trasmissione di un trattore viene spesso considerata il cuore del mezzo agricolo, data
la sua importanza strutturale e funzionale, nel garantire, al motore termico, la possibilità
di adeguare il proprio regime in funzione dell’utilizzo in campo. I carichi in gioco, elevati ed
oscillanti, si riversano sui denti degli ingranaggi, gli alberi e i cuscinetti di cui essa è formata. E’
necessario, pertanto, garantirne resistenza e affidabilità, per evitare ingenti danni e costi
di riparazione, attraverso l’utilizzo di software per il loro dimensionamento e il calcolo
dei coefficienti di sicurezza. Il presente lavoro di tesi, svolto presso CNH Industrial, è
suddiviso in due macroaree, ciascuna avente il proprio obiettivo. Nella prima sezione si
analizzerà un software prevalentemente improntato al concept di trasmissioni e si eseguirà
un confronto, con quello attualmente utilizzato in azienda, maggiormente predisposto
all’analisi di dettaglio, in termini di modellazione componenti e risultati ottenuti. Il fine
dell’analisi sarà evidenziarne le differenze, per poter capire in che circostanze è necessario
utilizzarne uno piuttosto che l’altro. Nella seconda sezione, le conclusioni tratte nella
prima, certificheranno l'idoneità del software investigato, nel ripercorrere le tappe del
concept di una trasmissione, prendendo come riferimento il layout di un cambio dual
clutch attualmente commercializzato. Si ricaveranno i rapporti di trasmissione di
ogni singola marcia, ottimizzandoli grazie ad un tool dedicato, presente nel software.
Seguirà il dimensionamento di ingranaggi e cuscinetti, con il solo obiettivo di
raggiungimento dei target sui coefficienti di sicurezza richiesti. Infine, si cercherà
di ridurre lo spessore delle ruote dentate permettendo un’ottimizzazione degli spazi interni
alla scatola del cambio, discutendone l’importanza e le conseguenze sulle prestazioni del
trattore. Si dimostrerà che tale riduzione di spessori deve essere accompagnata da una
modifica totale della forma e della geometria dei denti delle ruote dentate per poter
raggiungere i target richiesti su coefficienti di sicurezza e vita utile, evidenziando un
possibile aumento dei costi di produzione.
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Abstract
The transmission of a tractor is often considered the heart of the agricultural vehicle, given by its structural and functional importance in guaranteeing the combustion engine, the possibility of adapting according to its use in field. The loads involved, high and oscillating, are poured onto the teeth of the gears, the shafts and the bearings of which it is made. It is therefore necessary to guarantee their resistance and reliability, to avoid huge damage and repair costs through the use of software for their sizing and the calculation of safety coefficients. This thesis work, carried out at CNH Industrial, is divided into two macro areas, each of these having its own objective. In the first section, a software mainly based on the concept of transmissions will be analyzed and a comparison will be made with that currently used in the company, which is more prone to detailed analysis, in terms of component modeling and results obtained. The aim of the analysis will be highlighting the differences, in order to understand in what circumstances, it is necessary to use one rather than the other. In the second section, the conclusions drawn in the first will determine the use of the investigated software, retracing the stages of the concept of a transmission, taking as reference the layout of a dual clutch gearbox currently marketed. The transmission ratios of each individual gear will be obtained, optimizing them thanks to a dedicated tool present in the software. The sizing of gears and bearings will follow, with the only objective of achieving the targets on the required safety coefficients. Finally, we will try to reduce the face width, allowing an optimization of the spaces inside the gearbox, discussing its importance and consequences on the performance of the tractor. It will be demonstrated that this reduction in thickness must be accompanied by a total modification of the shape and geometry of the teeth of the gear in order to reach the required targets on safety coefficients, highlighting a possible increase in production costs.
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