Meccanica applicata alle macchine

Composizione dei meccanismi

Def. macchina = sistema di organi disposti in modo tale da compiere, muovendosi, sotto l'azione di forze opportunamente applicate, lavori di interesse industriale.

In generale una macchina ha il compito di trasformare una energia in essa "entrante" di un certo tipo, in energia da essa "uscente" in generale di tipo diverso (ma non necessariamente, come avviene ad es. nei riduttori di velocità: en. meccanica → en. meccanica, ma variando dei fattori).

Una macchina ha la duplice funzione di trasmettere movimento e forze.

• Macchine idrauliche
• Macchine termiche
• Macchine elettriche

→ Utilizzano energie naturali per trasformarle in lavoro meccanico.

Macchine operatrici → utilizzano il lavoro meccanico prodotto da un motore per trasformarlo in lavoro industrialmente utile (es. compressori).

[La meccanica applicata alle macchine studia ciò che è comune alle varie categorie di macchine a prescindere dai caratteri specifici di ciascuna di esse.]

Lo studio può essere:

• Cinematico → astrae dalle forze che producono il movimento
• Dinamico → considerando il moto come effetto delle forze agenti sulla macchina

Composizione dei meccanismi

Def. macchina = sistema di organi disposti in modo tale da compiere, muovendosi sotto l'azione di forze opportunamente applicate, lavoro di interesse industriale.

In generale una macchina ha il compito di trasformare una energia in essa "entrante" di un certo tipo, in energia da essa "uscente" in generale di tipo diverso (ma non necessariamente, come avviene ad es. nei riduttori di velocità; in meccanica → env. meccanica, ma variandone dei fattori).

Una macchina ha la duplice funzione di trasmettere movimento e forze.

• Macchine idrauliche
• Macchine termiche
• Macchine elettriche

Utilizzano energie naturali per trasformarle in lavoro meccanico.

Macchine operatrici utilizzano il lavoro meccanico prodotto da un motore per trasformarlo in lavoro industrialmente utile (es. compressori).

[La meccanica applicata alle macchine studia ciò che è comune alle varie categorie di macchine a prescindere dal carattere specifico di ciascuna di esse.]

Lo studio può essere:

• Cinematico → astrarre dalle forze che producono il movimento
• Dinamico → considerando il moto come effetto delle forze agenti sulla macchina

Membri, elementi e coppie cinematiche

Def. membri di una macchina = gli organi che compongono la macchina. In generale sono corpi solidi che possono essere considerati rigidi, ma si usano anche membri elastici (molle) e flessibili (cinghie, funi). Ciascun membro viene a contatto con uno o più membri del meccanismo e il movimento di ciascuno dipende dal movimento degli altri.

Def. elemento cinematico = porzione di una superficie di un membro con la quale esso viene a contatto con un altro membro.

Def. coppia cinematica = insieme di due elementi cinematici, appartenenti a due membri diversi, fra loro a contatto.

Un membro di un meccanismo deve possedere una possibilità di movimento rispetto a ciascuno dei membri adiacenti → una coppia cinematica deve permettere almeno 1 grado di libertà.

Coppie indipendenti → coppie che permettono un moto relativo ad un solo grado di libertà.

Coppie coniuganti → coppie in contatto attraverso superficie di area finita (non nulla), quindi non punti o linee.

Coppie elementari → coppie indipendenti e coniuganti.

Coppie elementari

Sono possibili solo 3 tipi di coppie elementari:

• Coppia prismatica → permette il moto di traslazione (es. cilindro + pistone)
• Coppia rotoidale → permette il moto di rotazione (es. cerniera)
• Coppia elicoidale → permette il moto elicoidale (es. vite + madrevite)

Accoppiamenti

La coppia cinematica si dice rigida o composta da corpi rigidi.

Accoppiamento di forma.

Il moto permesso è assicurato solo dalla forma geometrica degli elementi che costituiscono la coppia.

Accoppiamento di forza.

L'accoppiamento è assicurato dalle forze che gli elementi cinematici si trasmettono.

Es. Le ruote dentate costituiscono un esempio tipico di coppia cinematica rigida non combaciante (il contatto è una linea) con accoppiamento di forza.

Si può distinguere tra:

• Coppie inferiori (rigide e combacianti)
• Coppie superiori

Le coppie superiori, a differenza di quelle inferiori, non definiscono in modo univoco il moto relativo dei due membri a contatto e per il loro studio è necessario procedere in considerazioni del meccanismo nel quale sono inserite.

Nelle coppie superiori rigide non combacianti gli elementi cinematici vengono fra loro a contatto o in un punto o, al più, lungo una linea (prescindendo da effetti deformativi locali dipendenti