ECTS - University of Pisa
Cinematica e dinamica dei meccanismi. Vibrazioni meccaniche. Attrito e usura. Lubrificazione. Ingranaggi. Rotismi ordinari e epicicloidali.
Prova scritta e orale
Risolvere problemi di meccanica applicata.
Prova scritta e orale.
Lavorare bene.
Tramite un'esercitazione e un conseguente rapporto scritto.
Matematica e fisica di base.
Lavorare bene.
1-MECCANISMI E MACCHINE Definizioni, coppie cinematiche, gradi di libertè di meccanismi piani e meccanismi nello spazio. Condizioni di regime assoluto e periodico, rendimento, macchine in serie ed in parallelo, moto retrogrado.
2-ACCOPPIAMENTI FRA ELEMENTI DI MACCHINE
a - CONTATTI DI STRISCIAMENTO E DI ROTOLAMENTO Attrito di strisciamento: coefficienti d'attrito statico e cinetico, leggi coulombiane. Attrito di rotolamento: coefficiente d'attrito volvente. Usura: concetti e leggi base. Determinazione della pressione di contatto fra solidi in moto relativo. Applicazioni di ipotesi e leggi a coppie elementari e semplici meccanismi.
b - CONTATTI LUBRIFICATI Equazioni fondamentali della meccanica dei fluidi, equazione di Reynolds, equazione di Laplace. Flusso laminare attraverso condotti. Moto turbolento. Soluzione dell'equazione di Reynolds nel caso piano ed applicazione alla coppia di spinta limitata da pareti piane. Coefficiente d'attrito: curva di Stribeck, regimi di lubrificazione. Pattino piano di dimensioni finite (fattori correttivi e diagrammi). Effetti termici. Lubrificazione per accostamento. Coppia rotoidale lubrificata: coppia di lunghezza assiale finita, diagrammi di impiego pratico. Lubrificazione delle coppie superiori. Formule applicative. Lubrificazione fluidostatica: applicazioni ai cuscinetti reggispinta e portanti. Scelta dei cuscinetti.
3-SISTEMI ARTICOLATI Richiami delle proprietè dei moti piani. Centro delle accelerazioni, traiettorie, centro di curvatura (formula di Eulero Savary), circonferenza dei flessi. Profili coniugati, moti relativi, moti nello spazio (sferico e generale).
Quadrilatero articolato: definizioni, cenni a problemi di sintesi, parallelogrammo articolato e suoi impieghi, analisi col metodo grafico (determinazione di velocitè ed accelerazione di punti della biella) ed analitico. Manovellismo di spinta: definizioni, analisi per via grafica e per via analitica. Sistemi articolati spaziali: metodologia per l'analisi cinematica. Esempio di quadrilatero articolato nello spazio: giunto Cardano. Analisi cinetostatica: metodi analitici e grafici.
4-TRASMISSIONE DEL MOTO
a - MECCANISMI CON RUOTE DENTATE Trasmissione del moto tra alberi: generalitè. Trasmissione del moto fra assi paralleli: ruote dentate cilindriche a denti diritti (con profilo ad evolvente di cerchio), rapporto di trasmissione, linea di contatto e arco di azione, condizione di non interferenza, correzione, rendimento, ruote cilindriche a denti elicoidali. Trasmissione del moto fra assi incidenti: ruote coniche a denti diritti e curvi, ingranaggi frontali (face gear). Trasmissione del moto fra assi sghembi: ruote ipoidali, coppia vite-ruota elicoidale. Rotismi ordinari : rapporto di trasmissione e cenni sui criteri di progetto. Rotismi epicicloidali: esempi di rotismi ad 1 e 2 gradi di libertè, rendimento.
b - MECCANISMI CON ORGANI FLESSIBILI Rigidezza degli organi flessibili (funi, catene, cinghie, nastri). Macchine di sollevamento: pulegge fisse e mobili. Trasmissione del moto fra due alberi: pulegge con cinghie piatte, cinghie trapezoidali e dentate, catene.
5-DINAMICA
a - SISTEMI CON ELEMENTI RIGIDI Richiami di formule ed equazioni fondamentali: forze, momenti, energia cinetica. Equazioni di D'Alembert e dell'energia, problema dinamico diretto ed inverso, riduzione di forze e masse. Equilibrio dinamico del manovellismo di spinta, forze agenti sul telaio, compensazione delle forze d'inerzia. Energia cinetica. Cenni alla dinamica del quadrilatero articolato. Dinamica degli impianti funzionanti in regime periodico: definizione e calcolo del grado di irregolaritè (metodi grafico ed analitico), volano. Squilibrio statico e dinamico dei rotori, equilibratura.
b - SISTEMI CON ELEMENTI DEFORMABILI Sistemi ad un grado di libertè: vibrazioni libere, vibrazioni forzate con forza eccitatrice sinusoidale, isolamento dalle vibrazioni; vibrazioni forzate con eccitazione arbitraria. Sistemi a due gradi di libertè: vibrazioni libere, modi propri (matrici massa, rigidezza e smorzamento), vibrazioni forzate; smorzatore dinamico. Smorzamento proporzionale. Sistemi a molti gradi di libertè. Effetti delle vibrazioni.
1-MECHANISMS AND MACHINES Definitions, kinematic pairs, degrees of freedom of plane mechanisms and mechanisms in space. Absolute and periodic regime conditions, efficiency, machines in series and in parallel, retrograde motion.
2-COUPLING BETWEEN ELEMENTS OF MACHINES
a - SLIDING AND ROLLING CONTACTS Sliding friction: static and kinetic friction coefficients, Coulomb laws. Rolling friction: rolling friction coefficient. Wear: basic concepts and laws. Determination of the contact pressure between solids in relative motion. Applications of hypotheses and laws in elementary pairs and simple mechanisms.
b - LUBRICATED CONTACTS Fundamental equations of fluid mechanics: Navier-Stokes equations. Reynolds equation, Laplace equation. Laminar flow through ducts. Turbulent motion. Solution of the Reynolds equation in the plane case and application to the thrust torque limited by plane walls. Coefficient of friction: Stribeck curve, lubrication regimes. Finite size flat shoe (correction factors and diagrams). Thermal effects. Approach lubrication. Lubricated rotational torque: finite axial length torque, practical use diagrams. Lubrication of the upper pairs. Application formulas. Fluid-static lubrication: applications to thrust and load-bearing bearings. Choice of bearings.
3-ARTICULATED SYSTEMS Recall of the properties of plane motions. Center of accelerations, trajectories, center of curvature (Euler Savary's formula), circumference of inflections. Conjugate profiles, relative motions, motions in space (spherical and general).
Articulated quadrilateral: definitions, hints on synthesis problems, articulated parallelogram and its uses, analysis with the graphic method (determination of velocity and acceleration of points of the connecting rod) and analytical. Thrust crank mechanism: definitions, graphical and analytical analysis. Spatial articulated systems: methodology for kinematic analysis. Example of a quadrilateral articulated in space: Cardano joint. Kinetostatic analysis: analytical and graphical methods.
4-TRANSMISSION OF THE MOTION
a - MECHANISMS WITH TOOTHED WHEELS Transmission of motion between shafts: general. Motion transmission between parallel axes: spur gears with straight teeth (with involute profile), transmission ratio, contact line and arc of action, non-interference condition, correction, efficiency, cylindrical gears with helical teeth. Motion transmission between incident axles: bevel gears with straight and curved teeth, face gear. Motion transmission between skewed axles: hypoidal wheels, screw-helical wheel couple. Ordinary gear trains: transmission ratio and outline of the design criteria. Planetary gears: examples of gears with 1 and 2 degrees of freedom, efficiency.
b - MECHANISMS WITH FLEXIBLE ORGANS Stiffness of flexible members (ropes, chains, belts, tapes). Lifting machines: fixed and mobile pulleys. Motion transmission between two shafts: pulleys with flat belts, trapezoidal and toothed belts, chains.
5-DYNAMICS
a - SYSTEMS WITH RIGID ELEMENTS Review of fundamental formulas and equations: forces, moments, kinetic energy. D'Alembert and energy equations, direct and inverse dynamic problem, reduction of forces and masses. Dynamic balance of the thrust crank mechanism, forces acting on the frame, compensation of inertia forces. Kinetic energy. Notes on the dynamics of the articulated quadrilateral. Dynamics of plants operating in a periodic regime: definition and calculation of the degree of irregularity (graphic and analytical methods), flywheel. Static and dynamic unbalance of the rotors, balancing.
b - SYSTEMS WITH DEFORMABLE ELEMENTS Systems with one degree of freedom: free vibrations, forced vibrations with sinusoidal excitatory force, vibration isolation; forced vibrations with arbitrary excitation. Two degrees of freedom systems: free vibrations, proper modes (mass, stiffness and damping matrices), forced vibrations; dynamic damper. Proportional damping. Systems with many degrees of freedom. Effects of vibrations.
Dispense dei docenti.
Un qualunque testo di Meccanica Applicata
scritto e orale. entrambe vanno fatte bene e nello stesso appello.
