18380 - MECCANICA DELLE MACCHINE E AZIONAMENTI MECCANICI L

Conoscenze e abilità da conseguire

Gli studenti acquisiranno una preparazione di base che consentirà loro di poter affrontare e risolvere, con metodi matematici, classici problemi di cinematica, cinetostatica e dinamica delle macchine.

Apprenderanno i fondamenti delle metodologie che consentono di affrontare problemi tecnici relativi al funzionamento ed alla modellazione dei principali organi di macchine atti alla trasmissione di potenza, nonché all'accoppiamento del motore con l'utilizzatore.

Saranno inoltre posti in grado d'interpretare e fornire informazioni tecniche nel linguaggio del disegno tecnico industriale

Contenuti

PARTE I: CINEMATICA E CINETOSTATICA DEI SISTEMI DI CORPI RIGIDI

1. Cinematica del punto
   Posizione, velocità ed accelerazione: rappresentazione intrinseca e cartesiana.
2. Cinematica del corpo rigido
   Gradi di libertà (gdl). Posizione, velocità ed accelerazione. Moti di corpo rigido. Moti finiti particolari. Moto piano: centro d'istantanea rotazione, polari del moto, teorema di Rivals. Esempi: ruota su rotaia, cuscinetto a rulli cilindrici.
3. Cinematica dei sistemi di corpi rigidi
   Composizione dei meccanismi. Coppie cinematiche. Computo dei gdl.
   Cinematica di meccanismi piani a 1gdl: equazioni di chiusura; analisi di posizione, velocità e accelerazione; singolarità. Esempi: manovellismo ordinario centrato, quadrilatero articolato, cenni sul giunto di Cardano semplice e doppio.
4. Cinetostatica dei sistemi di corpi rigidi
   Sistemi di vettori applicati. Forze e coppie. Riduzione di sistemi di forze. Reazioni vincolari. Equazioni cardinali della statica. Equilibrio di sistemi piani di due, tre e quattro forze. Esercizi di statica grafica.
   Principio di D'Alembert e forze d'inerzia. Energia cinetica. Moti dinamicamente piani. Bilancio energetico, principio dei lavori virtuali ed equazioni di Lagrange. Analisi cinetostatica e dinamica per meccanismi isostatici e iperstastici.
   Cinetostatica del manovellismo di spinta e del quadrilatero articolato: risoluzione grafica, equilibrio mediante il metodo dell'apertura della catena cinematica, equazioni di Lagrange.
5. Azioni dissipative tra elementi di macchine
   Attrito statico e cinetico nei solidi a contatto. Attrito di rotolamento. Modellazione dell'attrito nelle coppie cinematiche. Cenni sulla lubrificazione. Equilibrio di un veicolo in moto piano. Rendimento nel moto diretto e nel moto retrogrado. Macchine disposte in serie ed in parallelo.

PARTE II: ORGANI DI TRASMISSIONE A RAPPORTO DI TRASMISSIONE COSTANTE

1. Rotismi
   Trasmissione del moto con rapporto di trasmissione costante tra assi paralleli e concorrenti. Ruote di frizione.
   Tipi di ruote dentate. Ruote dentate cilindriche ad evolvente a denti diritti: geometria e proporzionamento, condizione di non interferenza, cenni sul taglio delle ruote, correzione, trasmissione delle forze. Cenni sugli ingranaggi cilindrici a denti elicoidali, conici, ipoidali e sulla coppia vite-ruota elicoidale. Rotismi ordinari e differenziali.
2. Trasmissioni mediante organi flessibili
   Argani e paranchi. Trasmissione del moto tra alberi mediante cinghie piatte, trapezoidali, dentate e catene.
3. Giunti
   Giunti rigidi, cedevoli e mobili.

PARTE III: ORGANI DI TRASMISSIONE A RAPPORTO DI TRASMISSIONE VARIABILE

1. Progettazione del movimento
   Tipi di movimento. Il diagramma delle accelerazioni. Coefficienti di velocità, accelerazione e coppia. Leggi di moto elementari e complesse.
2. Sistemi articolati
   Sistemi articolati piani a 1gdl: catene cinematiche RRRR, RRRP e RRPP.
3. Meccanismi con camme
   Tipi di camme. Analisi cinematica e cinetostatica. Angolo di pressione. Sottotaglio. Comando positivo e accoppiamento di forza.
   Meccanismi per moto intermittente: ruote libere, croce di Malta, intermittori.
4. Innesti e freni
   Innesti a denti e ad attrito. Freni meccanici a tamburo ed a disco.

PARTE IV: DINAMICA DELLE MACCHINE

1. Accoppiamento motore-utilizzatore
   Riduzione di forze ed inerzie. Caratteristiche meccaniche di macchine motrici e operatrici. Funzionamento a regime. Regolazione della velocità. Il problema termico per i motori elettrici. Scelta e verifica di motori, riduttori e motoriduttori. Esempi: azionamenti per slitta traslante e per tavola rotante.
2. Dinamica di macchine ad un gdl
   Studio di un transitorio d'avviamento. Scelta di un motore autofrenante e studio del transitorio di frenatura.
3. Vibrazioni di sistemi ad un gdl
   Vibrazioni libere e forzate. Isolamento delle vibrazioni. Dinamica dei rotori: squilibrio statico e dinamico, velocità critiche flessionali.

PARTE V: DISEGNO DI MACCHINE

1. Introduzione alle norme del disegno meccanico
   Norme di unificazione. Metodi di rappresentazione. Proiezioni ortogonali. Rappresentazione delle sezioni. Convenzioni particolari di rappresentazione. Quotatura. Tolleranze dimensionali e geometriche. Rugosità.
2. Collegamenti di organi meccanici
   Generalità, classificazione e principi di funzionamento. Organi filettati. Collegamenti albero-mozzo. Saldatura, incollaggio e chiodatura. Collegamenti elastici.
3. Guide
   Guide di strisciamento. Guide di rotolamento: cuscinetti volventi, viti a ricircolo di sfere, guide lineari.
4. Trasmissioni meccaniche
   Lettura di disegni d'insieme. Esempi di trasmissioni complesse: giunti, rotismi ordinari e differenziali, innesti, freni.

Testi/Bibliografia

• Lezioni di Meccanica Applicata alle Macchine - Prima parte: Fondamenti di Meccanica delle Macchine.
  E. Funaioli, A. Maggiore, U. Meneghetti. Pàtron Editore (ISBN 8855528297).
• Meccanismi per Macchine Automatiche.
  P. L. Magnani, G. Ruggieri. Utet (ISBN 8802039348).
• Manuale degli Organi di Comando.
  Sew-Eurodrive.Tecniche Nuove (ISBN 8870810992).
• Disegno Meccanico , Vol. I (cap. 2), Vol. 2 (cap. 1-2, 4-8), Vol. 3 (cap. 1-3, 6).
  G. Manfè, R. Pozza, G. Scarato. Principato Editore (ISBN 8841665718, 8841665726, 8841665734).

Metodi didattici

Il corso è basato su lezioni durante le quali saranno trattati gli argomenti in programma e su esercitazioni che proporranno esempi applicativi.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento è costituita da una prova scritta e da una prova orale, basate rispettivamente sullo svolgimento di un esercizio applicativo e sulla discussione degli argomenti svolti durante le lezioni.

Strumenti a supporto della didattica

Appunti redatti dal docente.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marco Carricato