B025509 - MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE

Italiano

Meccanismi piani e spaziali.
Attrito e usura.
Cinetostatica
Rendimento delle macchine e dei gruppi di macchine.
Ruotismi ordinari e differenziali.
Ruote dentate.
Trasmissione con organi flessibili.
Dinamica lagrangiana.

E. Funaioli ed altri, "Meccanica applicata alle macchine", vol. I, II, e III Ed. Patron Bologna.

S. Falomi, M. Malvezzi, S. Papini, "Esercitazioni di Meccanica Applicata alle Macchine", Volume 1 - Cinematica e Cinetostatica, Esculapio, Bologna.

M. Malvezzi, S. Papini, M.C. Valigi, "Esercitazioni di Meccanica Applicata alle Macchine", Volume 2, Dinamica e Ruotismi, Esculapio, Bologna.

CC3: La conoscenza sistematica degli aspetti chiave della progettazione meccanica dell’ingegneria industriale ed i relativi metodi. Lo studio meccanico di parti e assiemi, il loro dimensionamento, lo studio del loro comportamento statico e dinamico e delle interazioni tra componenti.
CC8: La comprensione del più ampio contesto multidisciplinare dell'ingegneria con particolare orientamento al problem solving, che parte dal problema per risalire alle cause e alle possibili misure per affrontarle, tipicamente multidisciplinari.
CA3: La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici, di modellazione, di verifica e di sperimentazione per progettare, analizzare e collaudare macchine e impianti includendo: il dimensionamento e la verifica funzionale e strutturale di componenti e di gruppi meccanici sollecitati staticamente e a fatica; l’impostazione funzionale della progettazione di un sistema meccanico, applicando i principi della cinematica, della cinetostatica, della statica e della dinamica.
CA8: La capacità di combinare teoria e pratica per risolvere problemi di ingegneria multidisciplinari, tenendo conto dei vincoli anche di natura non tecnica, ed operando in collaborazione con altri ingegneri o altre professionalità tipicamente presenti nelle aziende del comparto manifatturiero.

In particolare, rendere gli allievi familiari con: coppie cinematiche e meccanismi; attrito e usura; lubrificazione; applicazione della dinamica lagrangiana ai meccanismi. Rendere gli allievi capaci di svolgere autonomamente: analisi cinematica e cinetostatica di meccanismi con e senza attrito, con metodi grafici o analitici; progettazione preliminare di ruotismi e cuscinetti.

Il docente considera come acquisite dagli allievi le conoscenze e competenze di fisica 1 e meccanica razionale

Lezioni frontali; svolgimento di esercizi in aula

Esame orale con 3 o 4 domande su argomenti teorici e pratici, con almeno un esercizio. L'esame mira a verificare l'acquisizione di CC3 e CA3 a livello buono e CC8 e CA8 a livello sufficiente

1. -Presentazione del corso; spiegazione modalità d'esame
-definizioni di base: macchina, catena cinematica, meccanismo
-Coppie, elementari (rotoidale, elicoidale, prismatica) e superiori nel piano e nello spazio
-Calcolo dei GDL di un meccanismo piano (regola di Grübler) e nello spazio (regola di Kutzbach); esempi piani: quadrilatero, manovellismo, camma punteria, camma punteria con rotella, giunto a croce, giunto a croce con asta inefficace; esempi nello spazio: quadrilatero articolato con 4 coppie rotoidali e con due rotoidali, una sferica ed una cilindrica
-Attrito di strisciamento: legge di Coulomb.
2. Attrito di strisciamento (seguito): legge di Coulomb, coefficiente e angolo di attrito - Definizione di lubrificazione limite, idrostatica (naturale e forzata) e idrodinamica (hard e soft) - Attrito Volvente: definizione di parametro e coefficiente di attrito volvente. Attrito tra superfici asciutte, Ipotesi di Reye: perno di spinta, slitta piana.
3. Ipotesi di Reye: ceppo puleggia (solo andamento delle pressioni sulla superficie di contatto, nota la direzione di accostamento) - Definizione di rendimento meccanico e fattore di perdita - Rendimento macchine in serie e in parallelo con esempio ?rendimento nel moto diretto e inverso con definizione di macchina ad arresto spontaneo.
4. Trattazione teorica dei problemi di statica e cinetostatica - Equazioni cardinali della statica come conseguenza delle equazioni della dinamica - Corpo rigido sottoposto a 2 forze, 2 forze ed una coppia, tre forze, tre forze ed una coppia, quattro forze- Esempi: quadrilatero articolato e manovellismo di spinta (solo caso ideale).
5. Rendimento meccanico del piano inclinato; forze scambiate in una coppia rotoidale sia nel caso ideale, sia con l'attrito - definizione del circolo di attrito - rendimento della coppia rotoidale - rendimento della coppia prismatica - rendimento della coppia vite-madrevite (solo equazione dei lavori).
6. Rendimento della coppia vite-madrevite, moto diretto e inverso- relazione tra gli angoli caratteristici del filetto- La ruota nella locomozione: ruota condotta, motrice e frenata - Esempio di veicolo che si muove su strada orizzontale.
7. Esercizio di cinetostatica: manovellismo reale
8. richiamo cinematica moti rigidi circolari, polare fissa mobile
9. analisi cinematica quadrilatero articolato, manovellismo di spinta e formulazione analitica
10. camme punterie
11. esercizio cinetostatica: caso ideale ? cinematica - caso reale.
12. ruote di frizione, intro profili coniugati
13. geometria ruote dentate evolvente
14. Definizione di profili coniugati e metodi di generazione degli stessi; def. evolvente ed evoluta; Ruote dentate cilindriche ad evolvente: proprietà di base; caratteristiche geometriche e proporzionamento (def. modulo, passo, etc.); condizioni di continuità del moto e di non interferenza; cenni sul taglio delle ruote dentate; correzione delle ruote dentate e montaggio delle stesse; cenni sulle rute dentate cilindriche a denti elicoidali.
15. Rotismi ordinari ed epicicloidali ad 1 gdl
16. rotismi a 2 gdl ? il differenziale automobilistico
17. sistemi meccanici con organi flessibili: trasmissioni con cinghie
18. paranchi ordinari e differenziali, freni a nastro
19. Richiami di dinamica Newtoniana. Richiami di dinamica Lagrangiana: formulazione non ridondante
20. Richiami di dinamica Lagrangiana: formulazione ridondante ed esempi