Programma

La varietà dei meccanismi nelle applicazioni. Prime definizioni. Gradi di libertà. Classificazione delle coppie cinematiche. Catene cinematiche e meccanismi. Elementi di analisi cinematica. Moti rigidi piani, campo delle velocità e campo delle accelerazioni. Analisi cinematica dei meccanismi piani. Moti piani infinitesimi. Circonferenza dei flessi e di stazionarietà. Formula di Euler Savary. Polari del moto. Profili coniugati e metodi di costruzione. Giunti di trasmissione. Giunto di Oldham. Giunto di Cardano. Espressione del rapporto di trasmissione. Doppio giunto cardanico. Parallelogramma ed antiparallelogramma, tecnigrafo, pantografo. Inversori: di Hart e di Peaucellier. Equazioni cardinali della statica. Principio di disgregazione. Disgregazione di sottoelementi complessi. Teorema dei lavori virtuali e sua applicazione per i meccanismi ideali. Analisi dell’equilibrio nei meccanismi. Elementi di tribologia. Analisi e caratterizzazione delle superfici. Attrito. Formule di Hertz. Coefficiente di attrito approssimato nell’ipotesi di usura adesiva. Meccanismi di usura (abrasione, erosione, fretting e corrosione, fatica superficiale). Classificazione fenomenologia dell’usura (scuffing, scoring, spalling, case crushing, pitting, galling). Modelli per il calcolo dell’usura. Modello energetico del Reye. Modello di Archard. Introduzione alla lubrificazione. Lubrificanti e additivi. Cuscinetti Volventi. Calcolo statico cuscinetti portanti, deduzione della formula di Stribeck. Calcolo a fatica. Viscosità. Legge del Petroff. Indice di viscosità, V.I. Teoria monodimensionale del Reynolds. Meato costante a tratti (cuscinetti a gradino). Meato ad altezza variabile linearmente. Cuscinetti Michell: problema diretto e inverso. Lubrificazione idrostatica della coppia rotoidale spingente. Compensazione idrostatica. Coppia portante lubrificata idrodinamicamente. Lavoro ed energia. Equazione del bilancio energetico in una macchina. Regime assoluto e periodico. Rendimento. Moto retrogrado ed arresto spontaneo. Condizioni per l’arresto spontaneo. Dinamica dell’elemento. Dinamica del corpo rigido: equazioni cardinali generali. Sollecitazioni di inerzia e riformulazione delle equazioni cardinali. Applicazione del Principio dei lavori virtuali esteso alla dinamica. Problemi di dinamica dei sistemi di corpi rigidi: problema dinamico diretto e inverso. Ruote di frizione. Ruote dentate con profili ad evolvente: angolo caratteristico, passo, modulo e proporzionamento modulare, spessore del dente e vano. Arco di accesso e di recesso, arco di azione, fattore di ricoprimento. Il problema dell’interferenza nelle ruote dentate. I mezzi per ovviare al problema dell’interferenza. Il problema del sottotaglio. Metodi analitici e numerici di analisi cinematica. Analisi dinamica con i moltiplicatori di Lagrange (nel piano). Metodo del partizionamento delle coordinate sovrabbondanti. Oscillazioni meccaniche nei sistemi elastici riconducibili a sistemi a parametri concentrati. Oscillatore armonico libero non smorzato. Metodo del Rayleigh. Sua applicazione a caso dell’oscillatore libero non smorzato e ad altri sistemi. Oscillatore armonico libero smorzato. Vibrazioni forzate e smorzate. Organi di regolazione: dimensionamento del volano. Velocità critiche flessionali ad un g.d.l. Rigidezza flessionale di un albero. Caso particolare di rilevazione delle freccia nella sezione di applicazione del carico. Momento d’inerzia di figura della sezione circolare. Alberi in rotazione. Fenomeno dell’autocentramento. Caso di eccentricità nulla, condizione dell’equilibrio. Cenno sulle vibrazioni dei sistemi a parametri concentrati con n gradi di libertà. Pulsazioni torsionali. Freni. Freni ad accostamento rigido: impuntamento. Freni ad accostamento libero: parzializzazione del pattino. Camme. Dinamica (problema del distacco). Tribologia (lubrificazione ed usura). Diagramma delle alzate, piastra di traslazione equivalente: con cedente a coltello. Costruzione per inviluppo nel caso della punteria a rullo deviata. Camma ad accelerazione costante.Esercitazioni. Analisi cinematica del primo ordine del manovellismo. Determinazione delle polari del primo ordine. Analisi cinematica del secondo ordine del manovellismo. Analisi cinematica del quadrilatero articolato. Esercizi di statica risolti mediante il principio di disgregazione e con il teorema dei lavori virtuali. Problema dinamico diretto per una massa localizzata. Lubrificazione. Cuscinetti Michell. Lubrificazione. Coppia rotoidale portante. Calcolo del rendimento di meccanismi in regime assoluto, mediante formula pratiche. Evolvente e cicloide. Metodi analitici di analisi cinematica. Metodi di analisi cinematica mediante equazioni di vincolo. Geometria delle ruote dentate. Analisi dinamica. Problema dinamico inverso. Analisi dinamica. Problema dinamico diretto.

Testi Adottati

Belfiore, N.P., Di Benedetto, A., Pennestrì, E., Fondamenti di meccanica applicata alle macchine, SECONDA
EDIZIONE, CEA Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2011.

Di Benedetto, A., Belfiore, N.P., Fondamenti di Teoria delle vibrazioni meccaniche, CEA Casa Editrice
Ambrosiana, Milano, 2007.

Testi e dispense pubblicate sulla piattaforma Moodle e Teams.

Bibliografia Di Riferimento

Belfiore, N.P., Di Benedetto, A., Pennestrì, E., Fondamenti di meccanica applicata alle macchine, SECONDA EDIZIONE, CEA Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2011. Di Benedetto, A., Belfiore, N.P., Fondamenti di Teoria delle vibrazioni meccaniche, CEA Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2007.

Modalità Erogazione

tradizionale

Modalità Frequenza

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Modalità Valutazione

Prova scritta e orale con valutazione del quaderno delle esercitazioni