31622 - MECCANICA DELLE MACCHINE T

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo Studente acquisisce le le conoscenze di base per l'analisi funzionale delle macchine e dei meccanismi, con particolare riguardo ai problemi tribologici, cinematici, cinetostatici e dinamici.

Contenuti

1. Composizione dei meccanismi

Definizioni di macchina, meccanismo, membro, elemento cinematico, coppia cinematica. Grado di libertà di una coppia cinematica. Limitazione dei GDL mediante vincoli puntiformi bilaterali. Coppie rotoidali, prismatiche, elicoidali. Coppie elementari e coppie superiori. Coppie piane, sferiche e generali. Profili coniugati. Classificazione delle coppie cinematiche ad 1 e più gradi di libertà. Catena cinematica e meccanismo. Grado di libertà di un meccanismo nel piano. Grado di libertà di un meccanismo nello spazio. Vincoli apparenti e vincoli non essenziali. Meccanismi con più di un grado di libertà: meccanismo combinatore, pala caricatrice, manipolatore per robot.

2. Forze agenti sulle macchine.

Equazioni generali della meccanica. Rendimento. Forze agenti sulle macchine: classificazione. Equazioni fondamentali della dinamica delle macchine: D’Alembert; eq. dell’energia, principio dei lavori virtuali. Rendimento meccanico. Rendimento di macchine disposte in serie e in parallelo. Moto retrogrado.

3. Forze di contatto fra solidi

Tipi di contatto fra elementi cinematici. Forze di contatto. Attrito ed aderenza. Cause dell’attrito. Lubrificazione limite. Valori del coefficiente d’attrito. Lavoro di attrito. L’attrito di rotolamento. Usura: adesiva, abrasiva, corrosiva, fatica superficiale. Coppia prismatica. Piano inclinato. Coppia rotoidale. Coppia elicoidale. Ipotesi del Reye. Coppia rotoidale di spinta (ralla piana). Coppia ceppo-puleggia. Momento di attrito nei cuscinetti volventi. Comportamento delle ruote nella locomozione

4. Coppie cinematiche lubrificate (cenni)

Teoria elementare della lubrificazione fluidodinamica: generalità. Equazione di Reynolds nel caso piano. Lubrificazione per accostamento. Meato limitato da pareti piane. Meato limitato da pareti piane- Applicazioni tecniche. Coppia rotoidale lubrificata di lunghezza infinita. Cenni sul caso del cuscinetto di lunghezza finita. Effetti termici. Cenni sulla lubrificazione elastoidrodinamica. Cenni sulla lubrificazione fluido statica. Cuscinetto idrostatico assiale. Cenni sul cuscinetto idrostatico radiale.

5. Richiami di cinematica del corpo rigido

Centro di istantanea rotazione. Tracciamento delle traiettorie. Accelerazione dei punti di un corpo rigido nel piano. Moti relativi.

6. Sistemi articolati

Quadrilatero articolato piano. Regola del Grashof. Analisi di velocità per via grafica del q.a. piano. Analisi di accelerazione per via grafica del q.a. nel piano. Il manovellismo di spinta. Analisi cinematica dei sistemi articolati piani con metodi analitici. Analisi cinematica del manovellismo di spinta (metodo analitico). Analisi cinetostatica dei sistemi articolati piani. Sintesi del q.a.: segmento di biella per 2 e 3 posizioni. Sintesi del q.a.: traiettorie di punti di biella. Teorema del Roberts. Sintesi del q.a. con manov. e bil. (q.a. di Grashof). Parallelogrammo articolato (tecnigrafo, pantografo). La catena cinematica con il glifo a croce. Il giunto di Oldham. Il giunto di Cardano.

7. Ruote dentate

Trasmissione di potenza nel moto rotatorio mediante ruote dentate. Ruote di frizione. Tracciamento dei profili coniugati. Ruote dentate cilindriche con dentatura ad evolvente. Proporzionamento delle dentature. Linea di contatto. Arco d’azione. Calcolo della lunghezza dell’arco di azione. Condizione di non interferenza. Cenni sul taglio delle ruote dentate cilindriche. Ruote dentate corrette (cenni e relazioni fondamentali). Forze e momenti trasmessi fra due ruote dentate cilindriche a denti dritti.Ruote dentate cilindriche con denti elicoidali. Trasmissione del moto fra assi concorrenti con ruote di frizione. Ruote dentate coniche. Trasmissione del moto fra assi sghembi con ruote a denti elicoidali. Coppia vite-ruota elicoidale.

8. Applicazioni degli organi flessibili. Macchine di sollevamento

Rigidezza degli organi flessibili. Pulegge fisse e mobili. Paranchi e loro rendimento. Trasmissione del moto fra due alberi mediante cinghie piatte. Cinghie trapezoidali.

9. Richiami di dinamica del corpo rigido.

Azioni d’inerzia risultanti nel moto generale. Casi particolari. Energia cinetica. Masse di sostituzione.

10. Dinamica del manovellismo di spinta

Equilibrio dinamico di una macchina alternativa. Compensazione delle forze di inerzia. Energia cinetica di una macchina alternativa.

11. Vibrazioni meccaniche

Vibrazioni libere di sistemi ad 1 g.d.l. Vibrazioni forzate di sistemi ad 1 g.d.l. Isolamento delle vibrazioni. Equilibratura dei rotori rigidi (cenni). Equilibratrici supercritiche (cenni).

ESERCITAZIONI

Vengono svolte esercitazioni su tutti gli argomenti principali del corso.

Testi/Bibliografia

E. Funaioli – A. Maggiore – U. Meneghetti

Lezioni di MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE

Prima parte: FONDAMENTI DI MECCANICA DELLE MACCHINE

Pàtron Editore – ISBN 88-555-2829-7

Metodi didattici

Il metodo didattico impiegato è di tipo prevalentemente deduttivo non mancando per alcune tematiche l’uso dell’approccio induttivo.

Vengono spiegati i fondamenti teorici dei temi trattati e poi, a seguire, vengono svolte esercitazioni corrispondenti di consolidamento e di approfondimento della teoria.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica della preparazione viene effettuata alla fine del corso mediante una prova scritta sui temi principali del corso. E’ ammesso, a scelta dello studente, sostenere l’esame in forma orale.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni in aula vengono svolte con l’ausilio, laddove necessario, di modelli fisici.

Un ciclo completo di esercitazioni affianca e integra le lezioni teoriche sviluppando applicazioni mediante strumenti grafici ed analitici (uso di CAD e codici di calcolo).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Vincenzo Parenti Castelli