FACOLTÀ DI

INGEGNERIA

Classe delle lauree in:

Ingegneria dell’Informazione L8

Corso di laurea in:

Ingegneria Informatica e

dell’automazione

Anno accademico:

2015-16

Tipo di attività formativa:

Caratterizzante

Ambito disciplinare:

Ingegneria dell’Automazione

Titolo dell’insegnamento:

Meccanica Applicata

CFU dell’insegnamento: 9

SSD dell’ins. : ING-IND/13 Codice dell’insegnamento: 80517

Tipo di insegnamento:

obbligatorio

Anno terzo

Semestre II

SSD DEL DOCENTE DI Meccanica Applicata alle Macchine: ING-

IND/13 DOCENTE RESPONSABILE: Prof. Giacomo Mantriota

MODALITÀ DI EROGAZIONE: Tradizionale LINGUA: Italiana

ARTICOLAZIONE IN TIPOLOGIE DIDATTICHE:

L’insegnamento comprende 40 ore di lezioni teoriche, 16 ore di esercitazioni.

CONOSCENZE PRELIMINARI:

Cinematica e Dinamica del punto materiale. Integrazione di equazioni differenziali del secondo ordine.

OBIETTIVI FORMATIVI DELL’INSEGNAMENTO:

L’insegnamento ha l'obiettivo di fornire agli allievi gli strumenti per comprendere: a) il moto di corpo rigido nel piano e descrivere

correttamente la cinematica e la dinamica unitamente al calcolo delle forze scambiate tra gli accoppiamenti. b) Il modello dinamico e

funzionale dei principali dispositivi meccanici. Contestualmente le lezioni saranno finalizzate all'apprendimento della scelta e progettazione

funzionale di componenti meccanici per il loro utilizzo all'interno di sistemi meccanici complessi. Tramite esercitazioni numeriche, lo

studente acquisirà familiarità con i parametri caratteristici più comuni delle macchine.

PROGRAMMA DELL’INSEGNAMENTO:

1 RICHIAMI : Cenni riassuntivi di calcolo vettoriale. Sistemi materiali vincolati. Vincoli e loro classificazione. Grado di libertà e

coordinate lagrangiane. Geometria delle masse: Baricentri di sistemi materiali discreti e continui; Proprietà del baricentro; Momento

d'inerzia di un sistema materiale rispetto ad un asse; Determinazione del momento d'inerzia rispetto ad una retta qualsiasi. Teorema

di Huygens. Ellisse d’inerzia. Esempi e applicazioni.

2 CINEMATICA E DINAMICA DEI MECCANISMI PIANI Cinematica del punto. Cinematica dei sistemi rigidi. Teorema di

Poisson. Equazione di Rivals. Cinematica relativa. Teorema di Coriolis. Moto di corpo rigido piano. Statica del punto materiale.

Statica dei sistemi materiali. Dinamica del punto materiale. Dinamica dei sistemi di punti materiali e del corpo rigido. Cinematica e

dinamica dei meccanismi piani. Manovellismo. Quadrilatero articolato. Meccanismi a rapido ritorno. Meccanismi per macchine

automatiche. Sistemi articolati in catena cinematica aperta. Esempi e applicazioni.

3 ADERENZA E ATTRITO: Introduzione al fenomeno dell’attrito. Attrito radente. Attrito nei perni. Fenomeno dell’attrito volvente.

Impuntamento. Applicazioni con attrito volvente e radente. Cuscinetti a rotolamento: tipologie e prestazioni. Esempi ed applicazioni.

4 TRASMISSIONE DEL MOTO MEDIANTE FLESSIBILI Tipi di flessibili, cinghie piane e trapezoidali, cinghie dentate, funi.

Pulegge. Equazione fondamentale nella trasmissione con flessibili. Forzamento della cinghia. Coppia e potenza massima

trasmissibile. Confronto delle prestazioni tra tipologie di flessibili. Esempi e applicazioni.

5 INGRANAGGI E ROTISMI Tipologie. Profili dei denti. Geometria delle ruote dentate cilindriche a denti diritti. Ingranamento

rocchetto-dentiera. Forze scambiate tra denti. Rotismi ordinari. Rotismi epicicloidali. Riduttori a rotismi epicicloidali. Rendimento

dei rotismi. Esempi e applicazioni.

6 FRENI E FRIZIONI : Legge dell’usura e ipotesi del Reye. Freni a pattino, a tamburo, a disco, a nastro. Frizioni piane, coniche e

centrifughe. Esempi e applicazioni.

7 LUBRIFICAZIONE: Lubrificanti. Tipologie di lubrificazione. Lubrificazione idrodinamica. Equazione di Reynolds. Pattini

lubrificati. Cuscinetti idrostatici. Confronto tra cuscinetti.

8 ACCOPPIAMENTO MOTORE-CARICO: Principi di meccanica degli azionamenti. Accoppiamento motore carico: diretto, con

riduttore di velocità, con innesto a frizione. Stabilità dell’accoppiamento motore-carico. Condizione di regime. Studio del transitorio.

Rendimento delle macchine.

9 PROGETTAZIONE FUNZIONALE DI DISPOSITIVI PER LA TRASMISSIONE DEL MOTO.

Problemi dinamici nella trasmissione del moto. Modelli di rendimento di dispositivi per la trasmissione del moto. Prestazioni e

confronto tra organi di trasmissione. Moto retrogrado. Sistemi irreversibili. Modellistica e simulazione dei sistemi meccanici.

Determinazione delle caratteristiche funzionali dell’azionamento. Sistemi a regime periodico. Irregolarità del moto.

Dimensionamento del volano. Esempi e applicazioni in macchine di sollevamento e macchine utensili.

METODI DI INSEGNAMENTO:

Lezioni ed esercitazioni in aula, tutoraggio in forma di assistenza individuale.

CONOSCENZE E ABILITÀ ATTESE:

Lo studente del corso acquisirà conoscenze specifiche sugli argomenti relativi alla definizione e analisi, dal punto di vista cinematico e

dinamico, di singoli componenti e dispositivi meccanici e di organi di macchine.

SUPPORTI ALLA DIDATTICA:

Dispense su argomenti principali.

PROPEDEUTICITÀ:

Sono propedeutici all’esame di Meccanica Applicata gli esami di Analisi Matematica, Fisica Generale e Fisica Sperimentale..

CONTROLLO DELL’APPRENDIMENTO E MODALITÀ D’ESAME:

Esame scritto e orale.

LIBRO DI TESTO

Jacazio G., Patorelli S..: “Meccanica Applicata alle Macchine”, Levrotto & Bella, Torino. TESTI DI RIFERIMENTO PRINCIPALI:

Jacazio G., Piombo B.: “Meccanica Applicata alle Macchine”, Vol. 1, 2. Levrotto & Bella, Torino.

Thomson W. T. "Theory of Vibration with Application", IV Ed. Chapman & Hall -London.

Funaioli, Maggiore, Meneghetti: Lezioni di Meccanica Applicata alle Macchine. Vol. II. Patron Editore.

Callegari M. Fanghella P., Pellicano F., Meccanica Applicata alle Macchine, Città Studi Edizioni

Degree class: Computer Science

First level (three year) degree:

Computer Science and Automation

Engineering

Academic year: 2015-16

Type of course

Characterizing

Disciplinary area: Mechanical

engineering

Title of the course: Applied

mechanics

ECTS Credits: 9

Scientific Discipline Sector:

Applied mechanics (ING-

IND/13)

Code: Type of course: Compulsory Year: 3rd

Semester: 2st

LECTURER: Prof. Giacomo Mantriota (Full Professor)

HOURS OF INSTRUCTION: The course includes 40 hours of lectures, 16 hours of tutorials.

PREREQUISITES: Kinematics and Dynamics of a particle. Integration of second-order differential equations.

AIMS:

The student acquires knowledge of the course on topics related to the definition and analysis, from the point of view of

kinematics and dynamics, of individual components and mechanical devices of machines. At the same time the lessons

are aimed at learning the choice and design of mechanical components for usage within complex mechanical systems.

Through numerical exercises, the student will become familiar with the most common characteristic parameters of the

machines, appreciating orders of magnitude. CONTENTS:

1. REFERENCES: Geometry of the masses. Bullets of geometry of the masses in space. Ellipsoid of inertia and

its properties. Geometric behavior and mechanical constraints. Kinematics of a point. Kinematics of rigid

bodies. Rigid motion plan. Statics of the material point. Statics of material systems. Dynamics of a particle.

Dynamics of systems of part

2. KINEMATICS AND DYNAMICS OF MECHANISMS: Kinematics and dynamics of planar mechanisms.

Crank. Wishbones. Mechanisms for quick return. Mechanisms for automatic machines. Articulated systems in

open kinematic chain. Main applications.

3. ADHESION AND FRICTION: Introduction to the phenomenon of friction. Sliding friction. Friction in the

pins. Phenomenon of rolling friction. Jamming. Applications with rolling friction and sliding friction. Examples

and applications.

4. TRANSMISSION OF MOTION BY FLEXIBLE. Types of flexible, flat belts and V-belts, timing belts, ropes.

Pulleys. Fundamental equation in the transmission with flexible. Forcing the belt. Torque and maximum power

transmittable. Applications.

5. GEARS AND DRIVES. Types. Profiles of the teeth. Geometry of cylindrical gears with straight teeth. Meshing

reel-dentures. Forces exchanged between teeth. Ordinary gear trains. Epicyclic gear trains. Main applications.

6. BRAKES AND CLUTCHES. Brakes and clutches; Distribution of pressure in a brake according to the theory

of Romiti; Drum brakes, disc, tape. Clutches flat and conical energy dissipated during the graft.

7. LUBRICATION: fluid viscosity; Reynolds equation. Examples. Journal and axial bearing. Hydrostatic

bearings. Examples and applications.

8. TRANSIENT IN MECHANICAL SYSTEMS. Couple engine load: direct, with speed reducer with clutch.

Stability. Efficiency.

9. PERFORMANCE OF THE MECHANICAL SYSTEMS: Dynamic equations. Modelling and simulation of

mechanical systems. Principles of mechanical drives. Efficiency of mechanical drives. Dynamics of rotating

machines. Cyclic motion. Irregularities in cyclic motion and fly wheel design. Examples.

TEACHING METHODS: Lectures and classroom exercises, tutoring in the form of individual assistance

EXPECTED KNOWLEDGES AND SKILLS:

At the end of the course the student acquires the traditional methods for functional mechanical design of machines.

TEACHING AIDS: lecture notes on important topics.

EXAMINATION METHOD: Oral examination.

BIBLIOGRAPHY: Jacazio G., Pastorelli S.: “Meccanica Applicata alle Macchine”, Levrotto & Bella, Torino

FURTHER BIBLIOGRAPHY:

Jacazio G., Piombo B.: “Meccanica Applicata alle Macchine”, Vol. 1, 2. Levrotto & Bella, Torino

Thomson W. T. "Theory of Vibration with Application", IV Ed. Chapman & Hall -London.

Funaioli, Maggiore, Meneghetti: Lezioni di Meccanica Applicata alle Macchine. Vol. II. Patron Editore.

Callegari M. Fanghella P., Pellicano F., Meccanica Applicata alle Macchine, Città Studi Edizioni