Fondamenti + Complementi di MECCANICA APPLICATA 12 CFU
(Corso di laurea in ingegneria  MECCANICA)

Obiettivi di Apprendimento

L'obiettivo formativo del corso è quello di fornire allo studente una metodologia che gli consenta di ridurre a schema una qualsiasi macchina reale e di effettuarne lo studio in condizioni di equilibrio cineto-statico, di equilibrio dinamico e di transitorio.

Modalità di esame

L'esame prevede una prova una orale e una prova scritta o, in alternativa, la consegna periodica di esercitazioni assegnate durante il corso.

Programma del corso a.a. 2013/14

Cinematica applicata. Classificazione di: membri, coppie, contatti, meccanismi, macchine. Cinematica dei moti rigidi piani: velocità ed accelerazioni. Moti composti. Circonferenze dei flessi, di stazionarietà e dei regressi. Punto di flesso della normale. Centro di curvatura della traiettoria di un punto. Meccanismi articolati piani: quadrilatero articolato, manovellismo di spinta, guide di Fairbairn. Meccanismi con contatti di strisciamento e di puro rotolamento Meccanismi a camma. Equivalenza cinematica. Studio della mobilità e della cinematica a campo intero. Analisi di macchine reali e loro riduzione a schema.

Cinetostatica applicata - Equazioni cardinali della statica. Forze agenti negli accoppiamenti con contatti puntiformi o lineari: attrito radente; coppie superiori; coppia rotoidale, coppia prismatica, Attrito coulombiano. Attrito volvente. Rendimento. Problemi di trazione.

Ingranaggi - Ruote di frizione. Ruote dentate cilindriche a denti diritti ed elicoidali: genesi dei denti, proporzionamento modulare normale e ribassato, analisi delle forze scambiate tra i denti, minimo numero di denti. Forze scambiate tra i denti equilibrio e rendimento. Rotismi ordinari e cambi di velocità; Ruote dentate coniche a denti diritti: genesi dei profili, dati geometrici caratteristici, forze scambiate, minimo numero di denti. Vite senza fine-ruota elicoidale: rapporti di trasmissione, forze scambiate, rendimento ed impuntamento. Rotismi epicicloidali a tre ed a quattro ruote, equilibrio esterno ed interno, rendimento, funzione cinematica e dinamica dei satelliti, analisi comparata del comportamento di un R.E. e di un rotismo ordinario a tre alberi.

I flessibili - Classificazione delle cinghie. Equilibrio dei flessibili: azioni scambiate tra rigido e flessibile; arco ozioso e arco di scorrimento; legge di Eulero. Trasmissione del moto con flessibili; Rendimento cinematico. Sistemi di forzamento: supporto oscillante, rullo tenditore, forzamento iniziale. Limitatori di coppia. Trasmissione di potenza con più di una puleggia condotta. Freno a nastro ordinario e differenziale. Meccanica delle cinghie trapezoidali: equazioni di equilibrio indefinite e penetrazione radiale, coefficiente di attrito equivalente, determinazione delle condizioni limite di scorrimento. Trasmissione del moto con catene: struttura e funzionamento della catena Zobel. Classificazione delle funi. Perdite per imperfetta flessibilità. Analisi cinetostatica ed energetica degli impianti di sollevamento: carrucole fissa e mobile, paranco esponenziale, paranco ordinario, paranco di Weston; argano.

Azioni nei contatti di combaciamento - Ipotesi del Reye e teoria dell’usura: distribuzione delle pressioni al contatto. Freni a tamburo ad accostamento rigido e semilibero. Efficacia frenante e indice di regolarità:confronto tra i diversi tipi di freno. Frizioni piane monodisco e multi disco. Sincronizzatori.

Cinetostatica analitica – determinazione analitica delle equazioni di moto e di equilibrio cinetostatico in condizioni ideali del manovellismo di spinta centrato, della guida di Fairbairn, del glifo rotante e del quadrilatero articolato.

Dinamica applicata – Equazione dell'energia: energia cinetica, regimi di funzionamento delle macchine. Analisi dinamica diretta: studio dei transitori mediante l’approccio energetico e la riduzione dinamica dei sistemi. Caratteristica meccanica delle macchine: accoppiamento diretto motore utilizzatore, mediante riduttore o mediante frizione.

Vibrazioni meccaniche – Identificazione del problema e costruzione del modello. Vibrazioni libere: frequenza naturale, fattore di smorzamento, risposta del sistema. Identificazione sperimentale di un sistema ad 1gdl. Vibrazioni forzate: forzante sinusoidale, inerziale e periodica generica. Risposta del sistema: ampiezza e fase. Riduzione di combinazioni di molle. Vibrazioni torsionali. Vibrazioni flessionali. Vibrazioni su supporto mobile. Isolamento dalle vibrazioni. Accelerometro e sismografo.

Testi consigliati

R. Monastero: "Appunti per il corso di Elementi di Meccanica Teorica ed Applicata"

R. Monastero: "Appunti per il corso di Meccanica Applicata alle Macchine"

G. Belforte, Meccanica Applicata alle Macchine, Ed. Giorgio Torino, 1993

C. Ferraresi, T.Raparelli: "Meccanica Applicata"CLUT, 1997

E. Funaioli, A. Maggiore, U. Meneghetti: “Fondamenti di Meccanica delle Macchine”, Patron Editore 2005.

V. Cossalter: “Meccanica Applicata alle Macchine” Edizioni Progetto, 2004

Slides del docente.