“PROGETTAZIONE ANALITICA E VALIDAZIONE FEM DI UN RIDUTTORE DI VELOCITÀ AD ASSI PARALLELI”

This thesis addresses the design and sizing of a parallel-axis gear reducer with coaxial input and output shafts. Starting from defined project specifications, the study focuses on defining the geometries and verifying the structural integrity of the main kinematic components. The methodology involves the analytical sizing of the two helical gear pairs, followed by the design and verification of the three shafts (input, countershaft, and output). For each shaft, an analysis of the exchanged forces and a bending-torsion check determine the necessary diameters to withstand the loads. Subsequently, bearings are selected, opting for tapered roller bearings due to their ability to manage combined radial and axial loads, and their operational life is verified. The project also includes the sizing of the interference fits between the gears and shafts. The study is completed by a finite element analysis (FEM) conducted on the countershaft. As this component was identified as the most highly stressed, this simulation aims to thoroughly validate its structural resistance and the distribution of stress, confirming the results obtained from the analytical calculations.

La presente tesi affronta la progettazione e il dimensionamento di un riduttore di velocità ad assi paralleli con alberi di ingresso e uscita coassiali. Partendo da specifiche di progetto definite, lo studio si concentra sulla definizione delle geometrie e sulla verifica della resistenza strutturale dei principali componenti cinematici. La metodologia prevede il dimensionamento analitico delle due coppie di ingranaggi elicoidali, seguito dalla progettazione e verifica dei tre alberi (ingresso, rinvio e uscita). Per ciascun albero, l'analisi delle forze scambiate e la verifica a flesso-torsione determinano i diametri necessari a garantire la resistenza. Successivamente, vengono selezionati i supporti, optando per cuscinetti a rulli conici per la loro capacità di gestire carichi combinati radiali e assiali, e ne viene verificata la durata. Il progetto include anche il dimensionamento dei collegamenti forzati tra ruote e alberi. Completa lo studio un'analisi agli elementi finiti (FEM) condotta sull'albero di rinvio. Essendo stato identificato come il componente più sollecitato, questa simulazione ha lo scopo di validare in modo approfondito la resistenza strutturale e la distribuzione delle tensioni, confermando i risultati ottenuti dai calcoli analitici.