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Meccanica Applicata (Ing. Meccanica)


Denominazione del corso: Meccanica Applicata (Ing. Meccanica)
Corso di studi: I3D - Laurea in Ingegneria Industriale
Quadrimestre/Semestre:
Anno:
Numero di moduli: 1
Crediti: 9
Ore: 90
Tipologia: B - Attivitą caratterizzanti
Struttura: monodisciplinare
Settore Scientifico Disciplinare: ING-IND/13 (Meccanica Applicata Alle Macchine)


Programma sintetico del corso:

Cinematica dei meccanismi piani. Forze nei sistemi meccanici ed equilibri dinamici. Equilibratura di rotori. Fenomeni giroscopici. Attrito secco radente e volvente. Ipotesi dell`usura. Freni e frizioni. Supporti, giunti e innesti. Supporti lubrificati. Vite-madrevite. Ruote dentate per assi paralleli, incidenti e sghembi. Rotismi ordinari ed epicicloidali: differenziale. Flessibili: funi, catene, cinghie; paranchi. Meccanismi articolati. Moto a regime delle macchine: accoppiamento motore-carico diretto, con riduttore, con frizione. Vibrazioni a uno e pił gradi di libertą. Dinamica di rotori.

Programma esteso del corso:

Link Programma completo (PDF)    (Aggiornato il 21-09-2017)

CINEMATICA. Richiami di cinematica piana. Cinematica del punto. Coordinate cartesiane, locali e polari. Notazione polare complessa. Esempi. Cinematica del moto rigido piano: moto traslatorio; moto rotatorio intorno ad un asse fisso. Moto piano generico: formula fondamentale della cinematica e teorema di Rivals. Centro di istantanea rotazione. Centro delle accelerazioni. Vincoli. Coppie cinematiche: prismatica, rotoidale, elicoidale. Accoppiamenti di forza: esempi. Cinematica dei moti relativi: velocitą e accelerazione di trascinamento, accelerazione complementare. Esempi: quadrilatero articolato e meccanismo con glifo. DINAMICA. Forze. Operazioni sulle forze. Momento di una forza. Coppia di forze. Risultante di forze. Equazioni cardinali della statica. Leggi di Newton. Quantitą di moto e momento della quantitą di moto. Momento della quantitą di moto di un corpo rigido nel piano e nello spazio: momento di inerzia, assi principali di inerzia. Equazioni cardinali della dinamica. Forze di inerzia. Formulazione di D'Alembert. Tipi di forze agenti sui sistemi meccanici. Diagramma del corpo libero: esempi ed applicazioni delle equazioni cardinali. Equivalenza dinamica: masse di sostituzione. Lavoro ed energia. Conservazione dell'energia. Potenza. Regime stazionario e periodico. Funzionamento reale e ideale. Rendimento meccanico. Riduzione di forze e masse. Conservazione della quantitą di moto e del momento della quantitą di moto. Bilanciamento statico e dinamico di rotori: sollecitazioni di un rotore sui supporti. Effetto giroscopico. Esempi. ATTRITO. Attrito secco: aderenza, aderenza limite, strisciamento. Ruota motrice di un veicolo. Perno ad attrito secco: cerchio di attrito. Attrito di rotolamento. Ruota motrice; traino su rulli. DISPOSITIVI MECCANICI FUNZIONANTI PER ATTRITO. Freni e frizioni: moto di accostamento, ipotesi dell'usura. Freno a pattino piano: accostamento rigido e libero. Freno a nastro. Freno a disco. Freno a ceppi ad accostamento rigido e libero: trattazione semplificata e con ipotesi dell'usura. Direzione dell'accostamento. Direzione della risultante normale. Retta di azione della risultante tangenziale. Cerchio di Romiti: polo delle azioni normali, tangenziali e della risultante. Frizioni piane monodisco e multidisco. Frizioni coniche. Sistema vite-madrevite: funzioni e varianti di montaggio. Azioni scambiate tra vite e madrevite. Cunei equivalenti. Irreversibilitą del moto. Rendimento. GIUNTI. Giunti fissi, elastici, snodati. Tipologie. Giunto di Oldham. Giunto Schmidt. Giunto cardanico. Doppio giunto cardanico: soluzione omocinetica. Innesti ad accoppiamento istantaneo e progressivo. FLESSIBILI. Funi, catene, cinghie. Rigidezza elastica e anelastica dei flessibili. Applicazioni statiche: guadagno meccanico. Puleggia fissa. Puleggia mobile. Paranchi. Applicazioni dinamiche. Trasmissioni con cinghie: generalitą. Ipotesi di aderenza. Accoppiamento cinghia-puleggia: slittamento globale e locale. Trasmissioni con cinghe a V. Rapporto di trasmissione e rendimento di trasmissioni a cinghia. Forzamento tra cinghia e pulegge: galoppino, tenditore, pretensionamento iniziale. SISTEMI ARTICOLATI. Catene cinematiche: semplici, composte; chiuse, aperte. Coppie semplici e multiple. Membri: binari, ternari, quaternari. Gradi di libertą di un meccanismo piano. Meccanismi piani: manovella, bilanciere, biella. Sistemi articolati a 1 grado di libertą. Cinematica dei sistemi articolati. Equazioni indipendenti di posizione. Analisi di posizione: risoluzione numerica col metodo di Newton. Analisi di velocitą e di accelerazione. Analisi di mobilitą: regola di Grashof per il quadrilatero articolato. INGRANAGGI. Ruote di frizione: rapporto di trasmissione. Ingranaggi cilindrici a denti dritti. Evolvente di cerchio. Piano generatore. Principali grandezze delle ruote e rapporto di trasmissione. Effetto delle variazioni di interasse. Proporzionamento modulare. Numero minimo di denti per evitare l'interferenza. Velocitą di strisciamento. Rocchetto-dentiera. Forze scambiate e reazioni dei supporti. Ingranaggi cilindrici a denti elicoidali: generazione del dente, inclinazione del'elica, grandezze frontali e normali. Minimo numero di denti: ruote immaginarie. Forze scambiate e sollecitazioni sui supporti. Trasmissione del moto tra assi concorrenti. Ruote dentate coniche: elementi geometrici fondamentali, forze scambiate, numero minimo di denti. Trasmissione del moto tra assi sghembi: ruote dentate elicoidali. Vite senza fine - ruota elicoidale: rapporto di trasmissione, forze scambiate, rendimento. ROTISMI. Rotismi ordinari: rapporto di trasmissione. Rotismi epicicloidali: formula di Willis. Azioni scambiate in un rotismo epicicloidale. Reazioni del telaio su un riduttore. Rotismi epicicloidali multipli. Differenziale automobilistico. Differenziale non simmetrico. TRANSITORI. Transitori nei sistemi meccanici. Caratteristiche meccaniche di macchine motrici ed utilizzatrici. Velocitą di regime. Stabilitą del regime. Transitorio di avviamento: accoppiamento diretto motore-carico. Accoppiamento motore-carico con riduttore. Transitorio con frizione. Sistemi a regime periodico: volano. VIBRAZIONI. Sistema libero non smorzato. Rigidezze equivalenti. Sistemi torsionali. Sistema libero smorzato: smorzamento critico, decremento logaritmico. Vibrazioni forzate: vettori rotanti. Fattore di amplificazione e diagramma della fase. Risonanza di un sistema non smorzato. Principio di funzionamento del sismografo e dell'accelerometro. Risposta al gradino. Risposta all'impulso. Risposta a forzanti generiche: integrale di convoluzione e integrale di Duhamel. Velocitą critiche dei rotori: rotore di Jeffcott. Sistemi vibranti a 2 gradi di libertą. Modi di vibrare. Accoppiamento di coordinate. Coordinate principali. CENNI SULLA LUBRIFICAZIONE. Supporti lubrificati. Viscositą. Teoria elementare della lubrificazione: equazione di Reynolds. Calcolo della capacitą portante e della forza tangenziale. Tipologia delle guide prismatiche: pattino piano, a gradino, curvo, composto. Guide bidirezionali.


Testi consigliati:

Dispense distribuite dal docente.

Ferraresi, Raparelli, Meccanica Applicata, CLUT Editrice, Torino, 2007.
ISBN: 978-88-7992-254-8

Belforte, Meccanica Applicata alle Macchine, Ed. Levrotto & Bella, Torino, 1997.
ISBN: 978-88-8218-128-4

Callegari, Fanghella, Pellicano, Meccanica Applicata alle Macchine, Ed. Cittą Studi, 2013.
ISBN: 978-88-2517-381-9

            
            
                         


Modalità d'esame:

METODI DI ACCERTAMENTO: verifica della capacitą dello studente di comprendere e saper applicare le leggi fondamentali che regolano il funzionamento delle macchine, effettuando l'analisi funzionale dei componenti meccanici e l'analisi dinamica dei sistemi meccanici. Un tipico esame consiste nella: verifica della capacitą di effettuare analisi di velocitą e di accelerazione di sistemi articolati piani; verifica della capacitą di effettuare l’analisi dinamica di un sistema meccanico, eventualmente dotato di dispositivi di trasmissione e trasformazione del moto e/o di dispositivi frenanti; verifica della conoscenza e della capacitą di analizzare sistemi vibranti a uno o a due grado di libertą. CRITERI DI VALUTAZIONE per ciascun argomento (valutazione in trentesimi): conoscenza minima (valutazione tra 18 e 20); Conoscenza media (21-23); capacitą di applicare la conoscenza in maniera sufficiente (24-25); buona capacitą di applicare la conoscenza (27-28); capacitą di applicare la conoscenza in maniera eccellente con buone capacitą di comunicazione e senso critico (29-30 con lode) STRUMENTI DI ACCERTAMENTO: prova scritta e prova orale.


Risultati di apprendimento previsti:

Conoscenza dei meccanismi piani e capacitą di effettuare analisi di velocitą ed accelerazione di un sistema articolato piano. Capacitą di identificare le forze agenti in un sistema meccanico ed effettuare l'analisi dinamica. Conoscenza e capacitą di identificare le forze scambiate nei principali tipi di freni e frizioni. Conoscenza e capacitą di identificare le forze scambiate dei principali dispositivi per la trasmissione e trasformazione del moto: giunti, innesti, meccanismi articolati, flessibili, ingranaggi, sistemi vite-madrevite. Conoscenza della caratteristica meccanica di macchine motrici ed utilizzatrici, e capacitą di analizzare il comportamento a regime di sistemi costituiti da un motore accoppiato ad un utilizzatore in modo diretto, tramite un riduttore e/o un innesto a frizione. Conoscenza e capacitą di analizzare sistemi vibranti a un grado di libertą. Conoscenza dei sistemi vibranti a due gradi di libertą. Conoscenza dei supporti volventi e lubrificati. Capacitą di analizzare le prestazioni dei supporti lubrificati.


Link al materiale didattico:

http://www.didattica.univaq.it/moodle/course/view.php?id=4665