Meccanica applicata alle macchine

Nel seguito sono illustrati i contenuti delle lezioni a livello universitario di:

Meccanica Applicata alle Macchine.

Durante le lezioni il docente potrà avvalersi dei seguenti testi di riferimento:

  • "MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE" di G. Jacazio - S. Pastorelli, ed. Levrotto&Bella;
  • "ESERCIZI DI MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE" di G. Jacazio - S. Pastorelli, ed. Levrotto&Bella;
  • "LEZIONI DI MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE" di Prof. Ing. G. Scotto Lavinia, ed. scientifiche Siderea;
  • "KINEMATICS AND DYNAMICS OF MACHINERY" di C. E. Wilson - J. P. Sadler, ed. Harper&Row - New York;
  • "ESERCITAZIONI DI MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE - Vol.1" di S. Falomi - M. Malvezzi - S. Papini, ed. Esculapio;
  • "ESERCITAZIONI DI MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE - Vol.2" di M. Malvezzi - S. Papini - M.C. Valigi, ed. Esculapio;
  • "APPUNTI DALLE LEZIONI ED ESERCITAZIONI" Prof. A. Rivola, Università degli Studi di Cesena;
  • "APPUNTI DALLE LEZIONI ED ESERCITAZIONI" Polo Universitario di La Spezia;
  • "ESERCITAZIONI DI MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE" di A. Bracci - M. Gabiccini, Università di Pisa;
  • "APPUNTI DI MECCANICA TEORICA ED APPLICATA" del Prof. Ing. R. Monastero Università di Palermo
  • "APPUNTI DI MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE" del Prof. F. Giordana, Politecnico di Milano;
  • "MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE - APPUNTI" di F. Pellicano, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia;

 

Le lezioni comprendono parte concettuale e una sezione dedicata alla risoluzione di prove d'esame assegnate negli appelli scritti.

 

Modulo Argomenti

COPPIE E CATENE CINEMATICHE. MECCANISMI

Membri delle macchine. Coppie cinematiche.

Moto relativo e moto inverso. Coppie cinematiche indipendenti, dipendenti e di forza.

Classificazione delle coppie cinematiche rigide.

Catene cinematiche. Meccanismi.

COPPIE CINEMATICHE RIGIDE PIANE. STUDIO DEL MOTO

Generalità

Studio delle velocità. Primitive delle coppie.

Costruzione delle rollette. Curvatura delle rollette. Circonferenza dei flessi.

COSTRUZIONE DEI PROFILI CONIUGATI NELLE COPPIE RIGIDE PIANE

Generalità.

Tracciamento del profilo d coniugato ad un profilo s assegnato.

Procedimento simultaneo di costruzione di una coppia di profili coniugati.

Strisciamenti, velocità di strisciamento, curvatura dei profili coniugati.

Costruzione simultanea dei profili coniugati con epiciclo rettilineo.

COPPIE CINEMATICHE RIGIDE SFERICHE E GENERICHE

Coppie cinematiche sferiche.

Coppie cinematiche generiche.

CINEMATICA DEI MECCANISMI PIENI

Rappresentazione schematica dei meccanismi piani.

Gradi di libertà di un meccanismo.

Centri d'istantanea rotazione in un meccanismo piano. Teorema di Kennedy.

Meccanismi equivalenti

Meccanismi con sole coppie rotoidali.

Meccanismi con coppie rotoidali e coppie prismatiche.

Meccanismi con coppie superiori.

CINEMATICA DEI QUADRILATERI E DEI MANOVELLISMI

Sistemi articolati.

Il quadrilatero articolato piano.

Cinematica del quadrilatero articolato.

Vari tipi di manovellismi.

Cinematica del manovellismo ordinario: procedimenti grafici.

Manovellismo ordinario: trattazione analitica.

Manovellismo a glifo rotante ed a glifo oscillante.

APPLICAZIONI DEI SISTEMI ARTICOLATI

 

Sistemi con 4 membri. Il parallelogramma e l'antiparallelogramma articolati.

Applicazioni del quadrilatero articolato. Guide rettilinee approssimative. Quadrilatero di sterzo.

Applicazioni delle catene con 2 coppie rotoidali e 2 prismatiche: ellissografo, giunto di Oldham. Sistemi articolati con 6 e 8 membri. Inversori. Guide rettilinee esatte.

Sistemi articolati sferici. Giunto cardanico.

EQUAZIONI DI CHIUSURA

Analisi di posizione mediante “loop closure equations”

Analisi esatta e analisi numerica mediante metodo di Raphson-Newton

Analisi di velocità e di accelerazione.

Equazioni di chiusura scritte in forma complessa.

Discussione delle soluzioni ottenute.

Esempi applicativi.

ELEMENTI DI DINAMICA APPLICATA ALLE MACCHINE

Le forze agenti nelle macchine.

Composizione delle macchine. Collegamento dei meccanismi.

Lavori eseguiti dalle forze. Bilancio energetico. Regimi di una macchina.

Il rendimento delle macchine a regime.

Equilibrio delle macchine in moto. Riduzione di forze e di masse.

Equilibrio delle macchine in moto vario.

RESISTENZE PASSIVE. ATTRITO DIRETTO

Resistenze passive: attrito diretto.

Attrito radente. Leggi di Coulomb. Ipotesi del Reye.

Attrito volvente.

Attrito di rotolamento misto. Rotolamento con urti.

Formule di Hertz.

COPPIE ELEMENTARI ASCIUTTE. CUSCINETTI DI ROTOLAMENTO

Generalità.

Coppie prismatiche asciutte.

Coppie rotoidali asciutte.

Coppia elicoidale.

Cuscinetti di rotolamento.

TEORIA ELEMENTARE DELLA LUBRIFICAZIONE. COPPIA PRISMATICA LUBRIFICATA

 Tensioni tangenziali nei fluidi. Viscosità.

Moto del fluido in un meato a spessore costante.

Moto del fluido in un meato a spessore variabile.

Determinazione analitica delle forze agenti nel meato. Coefficiente di attrito mediato.

Conseguenze e considerazioni.

Coppia prismatica lubrificata. Problema diretto. Cuscinetti Mitchell.

Meato di larghezza finita.

LA COPPIA ROTOIDALE LUBRIFICATA

Il cuscinetto completo lubrificato secondo la teoria di Sommerfeld.

Forze agenti nel meato. Coefficiente di attrito mediato.

La coppia rotoidale lubrificata. Problema diretto.

Il cuscinetto semi-cilindrico lubrificato. Teoria di Gümbel.

RUOTE IN GENERALE. LEVE ROTANTI. RUOTE DI FRIZIONE

Generalità.

Ruote piane in generale: problemi cinematici.

Profili coniugati coincidenti con le primitive: leve rotolanti - leve oscillanti.

Ruote di frizione.

RUOTE DENTATE CILINDRICHE

Generalità sulle ruote dentate. Elementi geometrici e cinematici della coppia.

Ruote dentate con profili cicloidali.

Ruote dentate con profili ad evolvente.

L'interferenza ed i mezzi per ovviarla.

Rendimento delle ruote con profili ad evolvente.

Reazioni del telaio. Rendimento totale.

Ruote elicoidali per assi paralleli.

RUOTE CON ASSI NON PARALLELI

Trasmissione del moto tra assi concorrenti: ruote coniche.

Trasmissione del moto tra assi sghembi. Ruote iperboliche.

Ruote elicoidali per assi sghembi.

Coppia vite senza fine-ruota elicoidale.

FLESSIBILI

Organi flessibili.

Rigidezza dei flessibili.

Applicazioni statiche. Carrucole.

Applicazioni statiche: paranchi.

Applicazioni dinamiche dei flessibili.

Alcuni problemi relativi alla trasmissione per cingoli.

Considerazioni sugli impianti di trasmissione con cinghia.

FRENI

Vari tipi di freni.

Problema dinamico della frenatura.

Freno a ceppi: trattazione analitica.

Freno a ceppi: trattazione grafica.

Vari tipi di freni a ceppi.

Freni a nastro.

Altri tipi di freni ad attrito.