31394 - FONDAMENTI DI MECCANICA DELLE MACCHINE T

Conoscenze e abilità da conseguire

Conoscenze sulla composizione delle macchine e sulle forze che ne determinano il movimento.

Contenuti

Argomenti

1.     Macchine e meccanismi per la trasmissione di Energia meccanica. Definizioni. Modello meccanico. Analisi cinematica e dinamica.  Gradi di liberta'  (gdl).  Rendimento meccanico.  Moto diretto e retrogrado.

2.     Analisi cinematica di meccanismi piani .  Modello cinematico: membri rigidi, coppie cinematiche elementari.  Metodi analitici per l'analisi di posizione, velocita'  ed accelerazione.  Il manovellismo di spinta.  Il quadrilatero articolato. Applicazioni su modelli a catena chiusa, a catena aperta e misti.

3.     Analisi statica di meccanismi piani .  Le equazioni cardinali della statica.  Modelli a membro libero.  Reazioni vincolari nelle coppie cinematiche elementari.  Effetto dell'attrito Coulombiano e di rotolamento.  Usura.  Metodi diretti analitici e grafici per l'analisi statica.  Statica elementare dei veicoli su ruote. Principio di sovrapposizione degli effetti.  Metodi energetici: il principio dei lavori virtuali.  Influenza di vincoli elastici lineari. Modellazione dinamica: cenni.

4.     Vibrazioni nei sistemi per la trasmissione di energia meccanica.  Modellazione a parametri concentrati. Riduzione a modelli ad un gdl. Vibrazioni libere. Frequenza naturale fn e rapporto di smorzamento z. Vibrazioni forzate. Isolamento dalle vibrazioni. Progetto di sospensioni e fondazioni. Massa sismica e misura delle vibrazioni. Determinazione sperimentale di fn e z. Smorzatore dinamico di vibrazioni.

5.     Componenti ed organi di macchina . Freno a ceppi flottanti. Ipotesi di Reye. Freni e frizioni a disco. Trasmissione del moto mediante cinghie piatte, trapezoidali, dentate. Ingranaggi: analisi cinematica e profili ad evolvente. Rapporto di trasmissione, proporzionamento modulare. Ingranaggi cilindrici a denti diritti ed elicoidali, ingranaggi conici, ingranaggio a vite e ruota elicoidale (cenni). Taglio delle dentature (cenni). Forze trasmesse nelle dentature. Rotismi ordinari e planetari. Formula di Willis. Rotismi differenziali. Cuscinetti volventi. Rotori: velocità critiche dei rotori flessibili; equilibratura di rotori rigidi.

Testi/Bibliografia

Riferimenti bibliografici:

- E. Funaioli, A. Maggiore, U. Meneghetti, Lezioni di Meccanica applicata alle macchine, Parte prima - Fondamenti di Meccanica delle Macchine, Patron, Bologna, 2005;

- N.Belfiore, A. Di Benedetto, E. Pennestri', Fondamenti di meccanica applicata alle macchine, Casa editrice Ambrosiana, Rozzano (Mi), 2011;

- M.Callegari, P. Fanghella, F. Pellicano, Meccanica applicata alle macchine, Citta' Studi edizioni, Novara, 2017;

- B. Paul, Kinematics and Dynamics of planar machinery, Prentice Hall, Englewood Cliffs, N.J. USA, 1979;

- S. Doughty, Mechanics of Machines, J. Wiley, New York, USA, 1988;

- C. E. Wilson, J. P. Sadler, W. J. Michels, Kinematics and Dynamics of Machinery, Harper and Row, New York, USA; IIIed., 2003

- W.T. Thomson, Theory of vibration with applications, Chapman &Hall, London, UK, IV ed., 1993;

- M.L. James, G.M. Smith, J.C. Wolford, P.W. Whaley, Vibration of Mechanical and Structural Systems, Harper & Row, NY, USA, IIed.,1994;

- J.E. Shigley, J.J. Uicker, Jr., Theory of machines and mechanisms, Oxford Univ.Press, NY, 5th Ed.,USA, 2016;

- SKF, I cuscinetti volventi, quaderno SKF 1335, Torino, 1989 (disponibili gratuitamente su prenotazione);

- M. Griseri, SKF, Elementi di meccanica delle trasmissioni: calcolo degli sforzi sui sopporti, quaderno SKF 1160I, Torino 1996 (disponibili gratuitamente su prenotazione);

- Manoscritti integrativi redatti dal docente.

Metodi didattici

Lezioni frontali tradizionali.

Esercitazioni in Aula: durante le ore di esercitazione, verranno proposti alcuni esercizi applicativi riguardanti i seguenti argomenti:

- analisi statica di meccanismi piani mediante tecniche grafiche;

- analisi cinematica di meccanismi piani mediante tecniche analitiche ed analisi statica mediante applicazione del principio dei lavori virtuali;

- analisi cinematica di rotismi ordinari ed epicicloidali;

- analisi e sintesi di componenti di macchine e sistemi orientata alla minimizzazione delle vibrazioni meccaniche.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Modalita`  e criteri per l'accertamento del lavoro e lo svolgimento dell'esame:

l'esame consta di una prova orale, che tipicamente prevede quesiti teorici e la soluzione di problemi applicativi (lo svolgimento di un esercizio) su tutti gli argomenti del programma del corso.

In alternativa, lo studente che abbia superato positivamente due prove parziali al termine del corso, potrà decidere di non sostenere la prova orale.

Più nello specifico, alla fine del corso lo studente avra` la possibilita'  di svolgere due prove scritte parziali, della durata ciascuna di circa 1 ora, riguardanti la prima parte (meccanica delle vibrazioni) e la seconda parte del corso (analisi cinematica e statica di meccanismi mediante metodi grafici ed analitici, rotismi).  Le date delle prove parziali e dei recuperi delle stesse sono indicativamente:

- inizio giugno;

- fine giugno;

- meta' luglio.

Ogni prova parziale  (parte (1) e parte (2)) puo' essere sostenuta al massimo due volte, ma lo studente puo' ritirarsi dopo circa 5 minuti la sottomissione della prova, e in questo caso la partecipazione all'esame non verra'  verbalizzata.

Nell'ambito delle prove parziali puo' essere sostenuta la prova riguardante la sola parte (1), la sola parte (2), oppure entrambe.

Gli studenti che non hanno superato entrambe le due prove parziali devono obbligatoriamente superare una prova orale integrativa su tutti gli argomenti del programma del corso.

I soli studenti che hanno superato le due prove parziali sono esentati dal sostenere la successiva prova orale integrativa .  La valutazione finale sara'  in questo caso il valore medio, arrotondato per difetto, delle due votazioni conseguite. A discrezione dello studente, potra` comunque seguire prova orale integrativa. 

La verbalizzazione dell'esame superato mediante le prove parziali dovra`essere effettuata prima del 31 ottobre. La prova orale integrativa dovra` essere sostenuta prima del 31 ottobre: dopo tale data, dovra` essere sostenuto l'esame orale completo.

Lo studente laureando (in debito di un solo esame) puo' sostenere l'esame orale durante appelli diversi da quelli pubblicati su Almaesami, con esclusione del periodo in cui si svolgono le lezioni del corso.  In questo caso il candidato puo' accordarsi direttamente con il docente per fissare la data relativa alla prova orale d'esame.

Al di fuori delle prove parziali, la prova d'esame e` sempre costituita da un colloquio orale orale su tutti gli argomenti del programma del corso.

E` possibile accordarsi per un appuntamento con il docente mediante:

-               telefono: 051-2093447 (ext), 93447 (int) (docente);

-               e-mail:   giuseppe.catania@unibo.it ;

-               ricevimento: presso il Din, II piano edificio storico (in prossimita`  Aula 2-3),   su app.to.

 

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna, trasparenti, notebook e proiettore su schermo, tavola grafica.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giuseppe Catania