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Riccardo RUBINI

Professore Ordinario
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria

Insegnamento: Meccanica applicata alle macchine

Ingegneria meccatronica (D.M.270/04) (Offerta formativa 2022)

Obiettivi formativi

L'insegnamento fornisce agli allievi i concetti ed i metodi per la progettazione funzionale delle macchine e per l'analisi dei problemi connessi con il loro impiego. Al termine dell’insegnamento gli studenti avranno appreso le differenti tipologie di lubrificazione, sapranno effettuare analisi statiche e cinematiche di meccanismi piani sia con metodologie grafiche che analitiche, effettuare il dimensionamento cinematico di un rotismo, equilibrare i rotori sul campo, ridurre irregolarità di moto di macchine a regime periodico, e limitare la trasmissione di vibrazioni dimensionando opportunamente le sospensioni. Per una più completa comprensione degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei risultati di apprendimento attesi a seguito dello svolgimento del presente percorso formativo.

Prerequisiti

Non vi sono limitazioni formali di accesso al corso, tuttavia gli argomenti affrontati negli insegnamenti di Analisi Matematica A, Fisica 1 e Geometria e Algebra Lineare sono certamente prerequisiti culturali per una migliore comprensione della Meccanica Applicata alle Macchine.

Programma del corso

81 ore corrispondenti a 9 CFU sui seguenti argomenti:
1-Gradi di libertà di meccanismi piani e spaziali; rendimento meccanico nel moto diretto e nel moto retrogrado; teoria elementare dell'attrito di strisciamento; attrito di rotolamento; usura. 2-Lubrificazione e fluidi newtoniani; viscosità e viscosimetria: viscosimetri assoluti. 3-Richiami di statica: equazioni fondamentali; statica analitica e statica grafica; rendimento della coppia prismatica e del piano inclinato: moto diretto e moto retrogrado. Rendimento della coppia rotoidale: determinazione grafica ed analitica; calcolo analitico del rendimento della coppia elicoidale; distribuzione della pressione di contatto: coppia rotoidale di spinta; cuscinetti volventi a rulli ed a sfere: calcolo del momento di equilibrio; equilibrio delle ruote nell'autotrazione. 4-Richiami di cinematica del corpo rigido nel piano: centro di istantanea rotazione; determinazione grafica dei centri di istantanea rotazione in meccanismi piani; analisi cinematica di meccanismi piani con metodi grafici ed analitici. 5-Ruote dentate cilindriche ad evolvente: proporzionamento, correzione e condizione di non interferenza; rotismi: ordinari ed epicicloidali; differenziale per autoveicolo: funzionamento, velocità relative e momenti trasmessi alle ruote. 6-Trasmissione con organi flessibili: rendimento del paranco. 7-Azioni d'inerzia nel moto di un corpo rigido: casi particolari; masse di sostituzione biella; azioni d'inerzia del manovellismo di spinta centrato: determinazioni delle forze scaricate a telaio; equilibratura dei rotori sul campo: metodo dei coefficienti di influenza; dinamica degli impianti a regime periodico. 8-Vibrazioni libere e forzate di sistemi smorzati ad un grado di libertà; isolamento delle vibrazioni: sospensioni e vibrometro.

Metodi didattici

L’insegnamento viene erogato in lingua italiana mediante lezioni frontali in presenza. Le lezioni comprendono una parte teorica e una parte di esercitazioni. La parte teorica è volta a massimizzare la comprensione ed approfondire conoscenza degli argomenti previsti dal programma. Le esercitazioni hanno lo scopo di affinare le capacità applicative dello studente nel risolvere problemi pratici di meccanica delle macchine.

Testi di riferimento

1-E. Funaioli, A. Maggiore, U. Meneghetti. Lezioni di Meccanica Applicata alle Macchine - Prima parte: Meccanica delle Macchine. Ed. Patron; 2-E. Funaioli, A. Maggiore, U. Meneghetti. Lezioni di Meccanica Applicata alle Macchine - Seconda parte: Elementi di meccanica degli azionamenti. Ed. Patron.

Verifica dell'apprendimento

L’esame si svolgerà al termine dell’insegnamento secondo il calendario ufficiale degli appelli d’esame. Esso prevede una verifica orale che compre, con almeno 3 domande, tutto il programma svolto a lezione, comprese le esercitazioni. Per poter sostenere la prova d’esame è necessario esibire un quaderno nel quale devono essere stati svolti alcuni esercizi concordati nel corso delle ore di esercitazione, risolti con dati personalizzati.

Risultati attesi

Conoscenza e capacità di comprensione:

1-Conoscere e comprendere le differenti coppie cinematiche; conoscere e comprendere l’attrito tra superfici a contatto nel moto di strisciamento e rotolamento. 2-Conoscere e comprendere i principi della lubrificazione. 3-Conoscere e comprendere i principi dell’analisi statica di meccanismi piani. 4-Conoscere e comprendere i principi dell’analisi cinematica di meccanismi piani. 5-Conoscere e comprendere le proprietà e la cinematica dei rotismi. 6-Conoscere e comprendere le proprietà e l’impiego degli organi flessibili per la trasmissione del moto. 7-Conoscere e comprendere i principi della dinamica di meccanismi piani. 8-Conoscere e comprendere le vibrazioni di sistemi smorzati ad un grado di libertà.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate:

1-Gli studenti sapranno analizzare e determinare i gradi di libertà di meccanismi piani e spaziali. 2-Gli studenti sapranno analizzare e risolvere problemi di lubrificazione. 3-Gli studenti sapranno come determinare il rendimento meccanico di coppie cinematiche; come effettuare l’analisi statica di meccanismi piani con metodologie grafiche ed analitiche. 4-Gli studenti sapranno effettuare l’analisi statica di meccanismi piani con metodologie grafiche ed analitiche. 5-Gli studenti sapranno come determinare il rapporto di trasmissione di rotismi ordinari ed epicicloidali. 6-Gli studenti sapranno come determinare il rendimento meccanico di macchine di sollevamento a fune. 7-Gli studenti sapranno come determinare il comportamento dinamico di meccanismi piani; come equilibrare i rotori; come ridurre il grado di irregolarità di macchine funzionanti a regime periodico. 8-Gli studenti sapranno come isolare le vibrazioni di sistemi smorzati ad un grado di libertà.

Capacità di apprendimento:

1-Gli studenti sapranno impiegare in autonomia gli strumenti metodologici acquisiti utili al proseguimento degli studi e all'aggiornamento delle proprie conoscenze e competenze.

Autonomia di giudizio:

1-Gli studenti sapranno scegliere autonomamente le metodologie di analisi statica e cinematica di meccanismi piani 2-Gli studenti sapranno collegare in modo logico i differenti concetti presentati nel corso, conoscendo le principali argomentazioni messe a disposizione dalla teoria.


Abilità comunicative:


1-Gli studenti sapranno esporre in modo chiaro gli argomenti affrontati nel corso, argomentando con precisione. 2-Gli studenti sapranno comunicare in modo adeguato e facilmente comprensibile gli obiettivi ed i risultati delle proprie analisi.