Domande orale Meccanica applicata alle macchine

Attrito

Attrito statico e dinamico (Effetto Stribeck)

L'attrito statico e dinamico è un fenomeno importante da considerare in molte applicazioni meccaniche. L'effetto Stribeck descrive il comportamento dell'attrito in funzione della velocità relativa tra le superfici di contatto.

Attrito volante

L'attrito volante si verifica quando un oggetto si muove attraverso un fluido, come l'aria o l'acqua, e le forze di attrito agiscono contro la direzione del movimento.

Attrito in coppia prismatica

L'attrito in coppia prismatica riguarda l'attrito che si verifica tra superfici che scorrono l'una contro l'altra in un movimento lineare, come nei cuscinetti lineari.

Attrito in coppia rotoidale (Cerchio d'attrito)

Questo tipo di attrito si manifesta nei giunti rotoidali, dove una parte ruota attorno a un'altra e il cerchio d'attrito rappresenta la resistenza al movimento rotatorio.

Piano inclinato

Il piano inclinato è una superficie piana disposta ad un angolo rispetto all'orizzontale, utilizzata per studiare le componenti dell'attrito statico e dinamico su un oggetto in movimento o a riposo.

Ruota trascinata (sfocle), ruota motrice, ruota frenata

Queste categorie di ruote sono studiate per comprendere i diversi tipi di attrito che si manifestano a seconda della funzione della ruota nel sistema meccanico.

Lubrificazione

La lubrificazione è fondamentale per ridurre l'usura e migliorare l'efficienza delle macchine. Sono inclusi modelli come il modello costitutivo fluido Newtoniano e l'equazione di Raynolds.

Modello costitutivo fluido Newtoniano

Questo modello descrive il comportamento dei fluidi che seguono la legge di viscosità di Newton, essendo il rapporto tra lo sforzo di taglio e il gradiente di velocità costante.

Equazione di equilibrio

L'equazione di equilibrio viene utilizzata per analizzare le forze in gioco nei sistemi lubrificati, assicurando che risultino in uno stato di equilibrio meccanico.

Equazione di Raynolds

L'equazione di Raynolds è essenziale nel calcolo del flusso di fluidi in condizioni di laminazione o turbolenza, particolarmente rilevante nei sistemi di lubrificazione.

Caso particolare: Pareti piane convergenti

Quando due superfici piane si avvicinano, l'analisi delle forze di lubrificazione diventa cruciale per prevenire il contatto diretto e l'usura.

Coppia rotoidale lubrificata

Include l'analisi di ipotesi, disegni grafici e formule per calcolare l'efficacia della lubrificazione in giunti rotoidali.

Numero di Sommerfeld

Il numero di Sommerfeld è un parametro adimensionale utilizzato per caratterizzare il comportamento dei cuscinetti lubrificati.

Cuscinetto assiale/radiale a sostentamento fluidostatico

Questi cuscinetti utilizzano una pellicola di fluido per sostenere carichi assiali o radiali senza contatto diretto tra le superfici, riducendo attrito e usura.

Sistemi articolati

I sistemi articolati comprendono vari meccanismi per la trasmissione del moto, come la sintesi per due posizioni di biella e il teorema del Roberts.

Sintesi per due posizioni di biella

La sintesi per due posizioni di biella riguarda la progettazione di meccanismi che consentano a un elemento di passare tra due posizioni specifiche.

Sintesi per tre posizioni di biella

Aggiungendo una posizione ulteriore, questa sintesi permette di creare meccanismi più complessi e adattabili.

Sintesi per generazione di moto alterno

Questo tipo di sintesi mira a creare movimenti alternati, spesso necessari nelle applicazioni industriali e manifatturiere.

Teorema del Roberts

Il teorema del Roberts è fondamentale per analizzare e progettare meccanismi a quattro barre.

Manovellismo centrato; espressione analitica velocità e accelerazione

Il manovellismo centrato consente di calcolare con precisione le velocità e accelerazioni in sistemi meccanici.

Giunto di Cardano

Questo tipo di giunto è utilizzato per trasmettere la rotazione tra assi che non sono allineati, permettendo di compensare eventuali disallineamenti.

Altri giunti - giunto a croce

I giunti a croce funzionano in modo simile ai giunti di Cardano ma sono progettati per condizioni specifiche di carico e movimento.

Camme

Le camme sono elementi cruciali per la trasformazione del moto rotatorio in moto lineare. Comprendono leggi di moto e sintesi analitica.

Leggi di moto

Le leggi di moto delle camme determinano come il profilo della camma influenza il movimento del componente collegato.

Sintesi analitica

• Punteria a piattello
• Punteria a coltello
• Punteria a rotella

Ruote dentate

Le ruote dentate sono componenti essenziali nella trasmissione di potenza tra alberi rotanti.

Proprietà profilo ad evolvente

Il profilo ad evolvente garantisce un contatto costante tra i denti, migliorando l'efficienza del trasferimento di potenza.

Proporzionamento dei denti

Il proporzionamento corretto dei denti è critico per il funzionamento efficiente e silenzioso delle ruote dentate.

Calcolo del segmento d'arcone - Condizione di continuità

Questo calcolo assicura che il movimento sia fluido e senza interruzioni tra i denti della ruota.

Compressione delle ruote dentate - Condizione di non interferenza

Le ruote dentate devono essere progettate per evitare interferenze, che potrebbero causare danni o malfunzionamenti.

Ruote cilindriche a denti elicoidali

Questi tipi di ruote dentate offrono un'operazione più silenziosa e una maggiore capacità di carico rispetto alle ruote a denti diritti.

Ruote dentate coniche - Calcolo delle proprietà geometriche con metodo di Tredgold

Il metodo di Tredgold è utilizzato per calcolare con precisione le proprietà geometriche delle ruote dentate coniche.

Ruote a vite

Le ruote a vite sono spesso utilizzate per ridurre la velocità e aumentare la coppia in applicazioni specifiche.

Rotismi

I rotismi comprendono sia sistemi ordinari che epicicloidali, utilizzati in molte applicazioni di trasmissione di potenza.

Ordinari

I rotismi ordinari consistono in ruote dentate che trasmettono il moto attraverso contatti diretti tra i denti.

Rapporto di riduzione

Il rapporto di riduzione determina quanto la velocità viene ridotta e la coppia aumentata attraverso il sistema di ingranaggi.

Epicicloidali

I rotismi epicicloidali offrono vantaggi in termini di compattezza e possibilità di variare facilmente il rapporto di trasmissione.

Formula di Willis (1-gire e 2-gire)

La formula di Willis è utilizzata per calcolare i rapporti di trasmissione nei rotismi epicicloidali.

Differenziali - Un movente e due cedenti

I differenziali permettono di distribuire la potenza tra due uscite, bilanciando la velocità tra di esse.

Combinatori - Due moventi e un cedente

Combinando due movimenti di input, questi sistemi permettono un controllo preciso del movimento di uscita.

Organi flessibili

Gli organi flessibili includono catenes, cinghie, pulegge e paranchi, cruciali per la trasmissione di potenza e movimento in molteplici applicazioni.

Catenes

Le catenes vengono utilizzate per trasmettere il moto in sistemi in cui è necessario prevenire lo slittamento.

Cinghie

Le cinghie sono utilizzate per trasmettere il moto in maniera fluida e continua, con vari tipi di configurazioni.

Pulegge

Le pulegge permettono di modificare la direzione della forza e di aumentare il vantaggio meccanico nei sistemi di sollevamento.

Paranchi

I paranchi combinano pulegge per moltiplicare la forza applicata, facilitando il sollevamento di carichi pesanti.

Trasmissione con cinghie piane

Le cinghie piane offrono un'opzione efficiente per la trasmissione di potenza su lunghe distanze.

Trasmissione con cinghie trapezoidali

Le cinghie trapezoidali forniscono una presa migliore rispetto alle cinghie piatte, riducendo il rischio di slittamento.

Freno a nastro

I freni a nastro sono utilizzati per controllare il movimento, offrendo un modo efficace di applicare una forza frenante.

Dinamica

La dinamica si occupa delle forze e movimenti nei sistemi meccanici, considerando la sostituzione biella con masse alle estremità per analisi semplificate.

Dinamica manovellismo

Analisi dettagliata dei movimenti e forze nei manovellismi, considerando i casi quasi statici e con velocità non trascurabili.

Compensazione reazione d'inerzia

Tecniche per ridurre le forze d'inerzia interne, migliorando la stabilità e l'efficienza dei sistemi in movimento.

Compensazione dell'azione alterna

• Del primo ordine
• Del secondo ordine

Queste tecniche si concentrano sull'equilibrio delle forze generate dal movimento alterno, riducendo vibrazioni e usura.

Cinematica manovellismo di rita

La cinemática nei manovellismi di Rita si concentra sullo studio dei movimenti complessi all'interno di meccanismi articolati.

Equilibratura motori

La corretta equilibratura dei motori è essenziale per ridurre vibrazioni e migliorare l'efficienza operativa.

Motore monocilindro

L'equilibratura nei motori monocilindrici è fondamentale per ridurre vibrazioni e migliorare la durata del sistema.

Motore monocilindro con contrappeso

L'aggiunta di un contrappeso aiuta a bilanciare le forze di inerzia, migliorando la stabilità del motore.

Motore a due cilindri ("a V", "in linea", "boxer")

I motori a due cilindri richiedono considerazioni particolari per l'equilibratura, a seconda della configurazione.

Motore a tre cilindri ("in linea")

I motori a tre cilindri "in linea" offrono un buon compromesso tra potenza e compattezza, con sfide particolari di bilanciamento.

Motore a quattro cilindri ("in linea", "boxer", "cross plane")

I motori a quattro cilindri presentano diverse configurazioni, ciascuna con vantaggi e sfide di equilibrio specifiche.

Motore a sei cilindri ("in linea", "boxer")

Questi motori offrono una maggiore potenza e richiedono tecniche avanzate di bilanciamento per funzionare in modo ottimale.

Motore a otto cilindri ("in linea", "a V")

I motori a otto cilindri sono sinonimo di potenza e richiedono un'attenta progettazione per gestire le forze interne e le vibrazioni.

Macchine in regime periodico

Il funzionamento di macchine in regime periodico richiede il calcolo del volano per garantire un'operazione regolare.

Vibrazioni

Le vibrazioni nei sistemi meccanici, come μ1, μ2, μ3, μ4, devono essere analizzate per garantire stabilità e sicurezza.

Vibrazioni libere

Lo studio delle vibrazioni libere consente di comprendere il comportamento naturale dei sistemi quando vengono disturbati.

Calcolo del fattore d

Il calcolo del fattore d è utilizzato per determinare l'entità delle vibrazioni in un sistema e progettare soluzioni di mitigazione efficaci.