CODICE 108758 ANNO ACCADEMICO 2023/2024 CFU 5 cfu anno 2 INGEGNERIA DELL'ENERGIA 11438 (L-9) - SAVONA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/13 LINGUA Italiano SEDE SAVONA PERIODO 1° Semestre MODULI Questo insegnamento è un modulo di: MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE + MISURE E STRUMENTAZIONE MATERIALE DIDATTICO AULAWEB OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI L'insegnamento fornisce conoscenze su: cinematica e dinamica dei meccanismi; flusso di potenza nei meccanismi; vibrazioni; bilanciamento; azionamenti a fluido; variatori; giunti; innesti; freni; norme fondamentali del disegno tecnico industriale OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO Il corso fornisce agli studenti la capacità critica di interpretare ed analizzare i sistemi meccanici, evidenziandone le caratteristiche principali e cogliendone gli aspetti progettuali e di esercizio necessari per il loro corretto funzionamento. A tale scopo, il corso è ricco spunti per la modellazione dei sistemi meccanici. In particolare, il corso rende l’allievo in grado di svolgere un’analisi cinematica e dinamica dei sistemi multi-body e di progettare semplici sistemi meccanici destinati alle applicazioni industriali e non. A tale scopo, l’allievo viene introdotto a tematiche fondamentali per l’ingegneria meccanica quali la topologia, la cinematica e la dinamica dei meccanismi, la tribologia, la lubrificazione, i rendimenti, i flussi di potenza, le vibrazioni meccaniche, applicate a classici sistemi meccanici quali, ad esempio, gli organi di trasmissione, le ruote dentate, i freni, le camme, gli organi di sollevamento ed i giunti di trasmissione. MODALITA' DIDATTICHE Lezioni frontali in aula PROGRAMMA/CONTENUTO La meccanica applicata alle macchine: oggetto dello studio e aspetti trattatati Classificazione delle macchine secondo le loro funzioni Meccanismi e catene cinematiche Definizione di meccanismi piani Concetto di coppia cinematica (definizione di coppie inferiori e superiori) Coppia rotoidale (con esempi) Coppia prismatica (con esempi) Coppia elicoidale (con esempi) Coppia cilindrica (con esempi) Coppia piana (con esempi) Coppia sferica (con esempi) Le coppie inferiori nei meccanismi piani (quali quelle possibili in questa tipologia di meccanismi) Coppia superiore a camma (discutere i gradi di libertà casi puro rotolamento e strisciamento) Tabella di sintesi sulle coppie per meccanismi piani (tipo della coppia, n° vincoli e n° gradi di libertà) Topologia di una catena cinematica Coppie multiple (coppia su cui insistono tre corpi): definizione Equazione di Gruebler per i meccanismi piani (giustificare i termini e discutere con esempi) Esercizi da risolvere sull’applicazione dell’equazione di Gruebler nel caso di meccanismi piani Forze di contatto: discutere aspetti di geometria del contatto e del tipo di moto relativo tra i corpi Attrito radente: il modello di Coulomb, attrito statico e dinamico (discutere con esempi) Attrito viscoso e resistenza fluidodinamica in regime turbolento Resistenze al rotolamento Rullo trainato (discutere l’equilibrio statico) Rullo motore (discutere l’equilibrio statico) Analisi cinematica di posizione di un quadrilatero articolato (scrivere le equazioni di chiusura) Analisi cinematica di posizione di un meccanismo biella-manovella (scrivere le equazioni di chiusura ed esplicitare la posizione del pattino) Esercizi di analisi cinematica di velocità di meccanismi piani da risolvere con metodi grafici Statica dei meccanismi: equilibrio di un corpo soggetto a 2 forze, corpo soggetto a 3 forze (costruzione grafica e giustificare) Esempi di biella caricata solo agli estremi nei meccanismi (considerazioni sulle reazioni agli estremi) Esercizi di analisi statica di meccanismi piani da risolvere con metodi grafici Qualità della trasmissione: angolo di pressione e angolo di trasmissione (discutere con esempi) Guadagno meccanico (discutere con esempi) Dinamica dei sistemi meccanici: problema diretto e problema inverso Teorema dell’energia cinetica ed equazione di bilancio delle potenze Definizione di rendimento (ipotesi di applicabilità) e di regime di moto Rendimento meccanismi in serie (calcolo espressione e considerazioni sul flusso di energia meccanica) Rendimento meccanismi in parallelo (calcolo espressione e considerazioni flusso energia meccanica) Meccanismi irreversibili (calcolo della condizione di irreversibilità) Sistema motore-trasmissione-utilizzatore (rotanti) con accoppiamento diretto: discutere il modello dinamico Sistema motore-trasmissione-utilizzatore (rotanti): equivalenza dinamica, riduzione al motore (nei casi h=1 e h<1): riportare un esempio e discuterlo Sistema motore-trasmissione-utilizzatore (rotanti): equivalenza dinamica, riduzione all’utilizzatore (nei casi h=1 e h<1) : riportare un esempio e discuterlo Sistema motore-trasmissione-utilizzatore: equivalenza dinamica con motore rotante e carico traslante (nei casi h=1 e h<1) : riportare un esempio e discuterlo Caratteristiche statiche motori e carichi (riportare qualche esempio) Vibrazioni libere sistemi massa molla e smorzatore: ricavare l’equazione del moto e discuterla (senza soluzione analitica), concetto di pulsazione naturale e di fattore di smorzamento: riportare un esempio per determinate condizioni iniziali (soluzione grafica) al variare del fattore di smorzamento (maggiore/minore/uguale al livello critico) Vibrazioni forzate sistemi massa molla e smorzatore: ricavare l’equazione del moto e discuterla (senza soluzione analitica), discutere il grafico del fattore di amplificazione dinamica spostamenti (tracciare la famiglia di curve al variare del fattore di smorzamento, concetto di risonanza Ruote dentate normali (terminologia e definizioni: meccanismi con ruote lisce equivalenti) Ruote dentate cilindriche a denti dritti: concetto di evolvente e proprietà delle ruote dentate ad evolvente (costanza del rapporto di trasmissione) Ruote dentate: retta dei contatti, retta di trasmissione, angolo di pressione Squilibrio nei rotori: definizione di squilibrio statico e dinamico Descrizione del modello di rotore di Jeffcott (concetto di velocità critica) Modalità di realizzazione delle coppie cinematiche (particolare riferimento alla coppia rotoidale) Lubrificazione idrodinamica, ipotesi di Reynolds Andamento della pressione in un pattino piano di lunghezza infinita (tracciare grafico e giustificare) Coppie rotoidali lubrificate: tipologia e condizione di equilibrio statico del perno in presenza di carico Viscosità di un olio industriale: la classificazione SAE Rotismi ordinari Rotismi epicicloidali, formula di Willis (cenni) Trasmissioni a cinghia Trasmissioni a catena Giunto di Cardano Giunti omocinetici Meccanismi a camma Variatori di velocità Innesti (elencare le tipologie) Innesto di una frizione assiale a disco (scrivere le equazioni e discutere la dinamica della fase di innesto con grafico delle velocità angolari) Innesti oleodinamici (cenni) Freni a pattino e a tamburo Freni a nastro e a disco Funi e paranchi (generalità): spiegare la taglia semplice TESTI/BIBLIOGRAFIA Materiale disponibile su aulaweb DOCENTI E COMMISSIONI PAOLO SILVESTRI Ricevimento: su appuntamento. contattare il docente alla mail p.silvestri@unige.it Commissione d'esame MARTA BERARDENGO (Presidente) FRANCESCO CRENNA FABRIZIO STEFANI MATTEO ZOPPI PAOLO SILVESTRI (Presidente Supplente) LEZIONI Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 06/09/2024 10:00 SAVONA Orale