Ruota

RUOTA

La ruota è un organo meccanico per lo più di legno o di metallo, costituito da un disco o da un cerchio collegato al mozzo centrale da una serie di raggi, in modo che possa girare intorno o insieme al proprio asse; si usa come mezzo di traslazione di veicoli o per trasmettere il movimento in numerosi meccanismi.

La ruota è una macchina semplice che sfrutta le proprietà del cerchio come luogo dei punti equidistanti dal centro;

per la sua stessa forma, consente di ridurre al massimo l'attrito col piano su cui scorre, sopporta carichi proporzionalmente elevati, trasmette il moto che riceve in quantità uguale, minore o maggiore in rapporto alla lunghezza della sua circonferenza, amplifica uno sforzo, trasforma (accoppiata a idonei organi) un moto rettilineo alternativo in rotatorio o viceversa, ecc.

La sua "invenzione" è una delle maggiori dell'umanità. Il primo materiale usato per costruire le ruote fu il legno. Per i frantoi le ruote venivano ricavate direttamente da un blocco monolitico di granito. Dal Medioevo, lo sviluppo della metallurgia ha permesso l'applicazione della ruote in ogni campo della meccanica.

RUOTA DENTATA

Per ricevere o trasmettere il moto da un elemento a un altro, è sufficiente mettere a contatto fra loro due ruote, di cui una mossa dal motore; il movimento avviene per mezzo dell'attrito che si genera premendo le superfici o le corone delle ruota una contro l'altra; tali ruote sono dette di frizione.

Al fine di evitare gli scorrimenti e di limitare la pressione fra le parti in contatto, una ruota può essere munita di vani e sporgenze (denti) a intervalli regolari i quali si impegnano in un profilo negativo ricavato su un'altra ruota o sull'elemento col quale la prima viene a contatto: si realizzano così ruota dentate.

La denominazione ruota dentata è usata soprattutto per le ruota che si accoppiano a cinghie dentate o catene, mentre le ruota i cui denti si impegnano con quelli di altre dello stesso tipo sono più spesso chiamate ingranaggi.

Date due ruota dentate ingrananti l'una con l'altra, si chiamano superfici primitive i luoghi dei centri di istantanea rotazione del moto primitivo, ossia i luoghi dei punti di contatto tra i denti. Tali superfici sono cilindriche nelle ruota destinate a trasmettere il moto tra assi paralleli (ruota cilindriche), coniche nelle ruota che permettono la trasmissione tra assi concorrenti (ruota coniche o tronco-coniche).

Nel caso delle ruota cilindriche si definisce una circonferenza primitiva, che è la circonferenza del cilindro primitivo. Si dicono inoltre circonferenza di troncatura e circonferenza di base rispettivamente le circonferenze massima e minima della ruota dentata .

Nelle ruota dentate cilindriche i denti hanno il profilo dei fianchi conformato secondo un' evolvente di circonferenza, perché in tal modo i fianchi di due denti in presa possono rotolare l'uno sull'altro senza alcun moto relativo di strisciamento che li logorerebbe rapidamente.

Le dimensioni caratteristiche di un dente sono l'addendum a (distanza tra circonferenza primitiva della ruota dentata e circonferenza di troncatura), il dedendum d (distanza tra circonferenza primitiva e circonferenza di base), l'altezza totale h=a+d e lo spessore s (larghezza del dente misurata sulla circonferenza primitiva). Tutte queste dimensioni possono essere espresse in funzione del modulo m della ruota dentata, dato dal rapporto tra il diametro D della circonferenza primitiva e il numero Z dei denti.

Rapporto di trasmissione - ruote a denti dritti - (rapporto tra le velocità angolari della ruota motrice e della ruota condotta):

Se i moduli delle ruote che ingranano sono uguali, si può anche scrivere:

E' opportuno notare che, nel caso di ruote che ingranano con dentatura esterna, il verso di rotazione della ruota condotta, è opposto a quello della motrice ( ovviamente sarà diverso anche in modulo grazie al rapporto di trasmissione );

Nella quasi totalità dei casi le ruota dentate hanno i profili dei denti che consentono di trasmettere il moto mantenendo costante, istante per istante, il rapporto di trasmissione (rapporto tra le velocità angolari della ruota motrice e della ruota condotta), ma, altre volte, i profili vengono disegnati in modo tale che la trasmissione del moto avvenga a intermittenza, come p. es. nelle ruota a croce di Malta usate nei proiettori cinematografici, nei contachilometri e nei dispositivi per l'avanzamento della data degli orologi. Negli orologi a molla tradizionali si adotta una ruota con denti uncinati (ruota a scappamento) che possono avere foggia diversa, sulla quale lavora l'ancora mossa dal bilanciere che regola la velocità di rotazione dell'orologio.