Uso dei rotismi epicicloidali nei cambi automatici

Abstract

La presente tesi verte sull’utilizzo dei rotismi epicicloidali nei cambi automatici. Partendo dai fondamenti teorici e definendo cos’è un rotismo epicicloidale, si mostrano alcuni casi esemplificativi per ottenere il rapporto di trasmissione, parametro importante per le applicazioni in cui sono usati questi meccanismi. Due casi di applicazioni sono il cambio manuale e quello automatico tradizionale. Le architetture su cui basano i primi cambi automatici sono il riduttore Ravigneaux e il cambio Lepelletier; il presente documento, attraverso l’analisi cinematica, descrive come ricavare i rapporti di trasmissione ad essi relativi. Utilizzando questi riduttori, l’azienda ZF ha prodotto i primi cambi automatici ZF4 e ZF6; successivamente sono stati utilizzati riduttori semplici e sono stati prodotti i moderni cambi automatici che possiedono 8/9 rapporti. Un aspetto importante dei rotismi epicicloidali sono i materiali utilizzati, che devono fornire durabilità e leggerezza ai meccanismi che verranno gestiti dal sistema di controllo della trasmissione attraverso dei sensori. Sebbene i rotismi epicicloidali siano diffusi in ambito automobilistico, per quanto concerne il comparto elettrico, faticano a trovare applicazione; la presente tesi prende in esame un progetto innovativo che potrebbe permettere un loro impiego anche in questa fascia di mercato.

This thesis focuses on the use of planetary gears in automatic transmissions. Starting with the theoretical fundamentals and defining what a planetary gear is, some example cases are shown to obtain the transmission ratio, an important parameter for applications in which these mechanisms are used. Two cases of applications are manual and traditional automatic transmissions. The architectures on which the first automatic gearboxes are based are the Ravigneaux gearbox and the Lepelletier gearbox; this paper uses kinematic analysis to describe how to derive the transmission ratios for them. Using these gearboxes, the ZF company produced the first automatic gearboxes ZF4 and ZF6; later simple gearboxes were used and modern automatic gearboxes with 8/9 ratios were produced. An important aspect of planetary gears are the materials used, which must provide durability and lightness to the mechanisms that are controlled by the transmission control system via sensors. Although planetary gears are widespread in the automotive sector, they are struggling to find application in the electrical sector; this thesis examines an innovative design that could enable their use in this market segment as well.