Un corretto dimensionamento di un albero cardanico esige che si prendano in conside-razione molteplici aspetti e fattori. Dato il numero elevato di possibili impieghi, non è possibile fornire una base di calcolo esatta e valida per tutti i casi. Le note che seguono servono come prima valutazione di massima. In caso di dubbio rivolgetevi al nostro servizio tecnico per determinare la grandezza del giunto necessario, ed a questo scopo vi rimandiamo al nostro formulario tecnico.

I valori del momento Mtmax indicati per ciascuna dimensione valgono di regola solo per spunti di coppia di breve durata.Mtnom: Coppia nominale per una prima scelta, in base alle coppie d’esercizio nominali.
Mtlim: Coppia limite, che può essere trasmessa da un albero per una breve durata e con frequenza limitata senza provocare danneggiamenti. Il momento ammissibile in servizio permanente deve essere determinato di volta in volta in funzione di dati d’impiego quali, fattore d’urto, angolo di inclinazione, numero di giri, ecc. (vedera paragrafi 6.3 e 6.4).

Secondo il tipo di servizio o di installazione un albero cardanico può essere soggetto a carico con urti con valori nettamente superiori a quelli della coppia nominale. In considerazione di ciò occorre introdurre alcuni fattori di urto per i motori più comunemente impiegati. Naturalmente i fattori non dipendono solo dal tipo di motore ma in molti casi anche dalle caratteristiche dell‘avviamento. Dato l‘elevato numero di casi possibili non si possono stabilire regole valide per tutte le applicazioni.

I fattori che normalmente influenzano la durata di un albero cardanico riguardano i cuscinetti. Perciò la determinazione della grandezza del giunto cardanico necessario allo scopo previsto richiede l‘impiego del diagramma di durata. Questo diagramma consente:
a) la determinazione della vita teorica di un determinato giunto cardanico scelto in funzione dei dati di impiego oppure
b) la determinazione del giunto necessario per raggiungere una determinata durata.

In questo calcolo si moltiplica il valore della coppia nominale per il relativo fattore d‘urto; la coppia così ottenuta Mt è quella da considerare nel diagramma.
Ulteriori fattori di correzione come l‘angolo di inclinazione, non vanno presi in considerazione essendo già previsti nel diagramma stesso.

Nelle macchine o veicoli soggetti a condizioni di impiego variabili occorre determinare i sin-goli fattori di durata sul diagramma. Quindi si calcola la durata VhR come segue:
q1, q2 … = frazioni di tempo [%]
Vh1, Vh2 … inseriti a 103 [ore]

A causa della molteplicità dei casi di applicazione, non è possibile determinare l’idoneità di un albero cardanico attraverso delle prove.
Per questo la scelta e la verifica del tipo di giunto idoneo avviene attraverso metodi di calcolo.
Questi si basano sulla determinazione del carico dinamico di cuscinetti con aghi o rulli secondo le raccomandazioni ISO R 281. I diagrammi di durata contenuti nel catalogo sono, quindi, basati su questa raccomandazione e su una formula di calcolo, studiata per determinare la durata nominale delle trasmissioni.
La durata cosi determinata indica il numero di ore di esercizio, che può essere raggiunto o superato almeno dal 90% dei cuscinetti utilizzati nei giunti.
Vi sono anche metodi per determinare la durata in modo diverso. In questi casi vengono
prese in considerazione le caratteristiche dei materiali impiegati e le condizioni di eserci-
zio. Per quanto concerne le caratteristiche dei materiali non vi sono oggi sufficienti elementi dì valutazione circa la durata dei vari tipi di acciaio, in relazione alla struttura, alla durezza, alla presenza di impurità. Per tutte queste ragioni non esistono al momento specifiche norme internazionali.

Altri elementi da prendere in considerazione dovrebbero riferirsi alle condizioni di impiego, quali la temperatura di esercizio, gli intervalli di lubrificazione, il tipo e le caratteristiche del lubrificante impiegato. L‘estrema variabilità di tutti questi elementi non consente l‘elaborazione di un diagramma di durata valido in tutti i casi.
I due diagrammi di durata che seguono permettono una valutazione orientativa della durata di vita nominale.

Nel caso in cui sia previsto un angoloazione ß < 3°, si deve comunque considerare ß = 3°, affinchè i valori dedotti dai diagrammi siano validi.

Nel caso in cui sia necessario determinare con precisione la durata di una trasmissione, vi preghiamo di consultare il servizio tecnico ELBE a voi più vicino.

Come illustrato nel paragrafo 2.3 si può ottenere un movimento uniforme attraverso un al-
bero cardanico con un soddisfacente posizionamento. La parte centrale ruota tuttavia con
moto non uniforme ed è soggetta due volte per giro ad una accelerazione e ad una dece-
lerazione. Il momento accelerante che ne consegue dipende dal momento di inerzia della
parte centrale dell‘albero cardanico come pure dal numero di giri e dall‘angolo di inclina-
zione. Per assicurare una regolarità di rotazione ed una usura normale è necessario che il
prodotto del numero di giri per l‘angolo di inclinazione non sia troppo elevato.
Per la maggior parte di applicazioni su macchine si potranno ricavare i relativi valori indicativi direttamente dal diagramma sotto riportato, formulato per alberi cardanici costruiti con tubo di prolunga normale e con una lunghezza complessiva di ca. 1500 mm.

La parte mediana dell‘albero cardanico è sollecitata a flessione dalla trasmissione della
coppia e dal momento supplementare MZII oscillante con legge periodica come illustrato
nel par. 5.1. Come si nota la parte centrale è eccitata in oscillazione. Quando la frequenza
di flessione rientra nel campo della frequenza propria dell‘albero cardanico, si raggiunge un
massimo di sollecitazione in tutti i componenti, con conseguenti oscillazioni dell‘albero ed insorgenza di rumorosità. Per evitare quanto precede occorre esaminare, nel caso di alberi cardanici lunghi e ruotanti ad alta velocità, se si ricade nel campo delle velocità critiche di flessione. Il numero di giri critico del primo ordine di un albero cardanico, nella realizzazione con tubo di prolunga, può essere calcolato con discreta approssimazione:

D = Diametro esterno del tubo [mm]
d = Diametro interno del tubo [mm]
L = Lunghezza della parte mediana [mm]



Gli alberi cardanici vanno impiegati solo avelocità inferiore a quella critica. Ai fini della sicurezza occorre controllare che la massima velocità di lavoro sia sufficientemente lontana dal numero di giri critico.
Si avrà pertanto:

II numero di giri critico a flessione di un albe-ro cardanico è, secondo quanto risulta dalla formula della velocità critica, in funzione della dimensione del tubo e della lunghezza della parte mediana. Si può aumentare il regime di rotazione critico incrementando il diametro del tubo.
Naturalmente vi sono dei limiti a questo incremento di dimensioni, dovendo sussistere una certa proporzione fra diametro del tubo e dimensioni dei giunti. Nelle tabelle dimensionali delle varie esecuzioni vengono riportate per ogni grandezza di giunto le dimensioni possibili dei relativi tubi. In tutti quei casi in cui un albero cardanico anche con tubo maggiorato cada nel campo delle velocità critiche, occorre spezzare la linea di trasmissione prevedendo una realizzazione con supporto intermedio.

Per la determinazione del diametro necessario per il tubo di prolunga, dati il numero di giri massimo nmax e la lunghezza della parte mediana L.