Meccanica applicata alle macchine

Meccanica applicata alle macchine 2020-2021 6 CFU

Tabelle utili

Parte prima nozioni loro delle macchine alla composizione relazione sulla in:

• Possibilità movimento di forze macchine agiscono sulle che.
• Contatto fra nel organiche singoli sviluppano si i - movimento del studio degli organi macchina di una.
• ( ) Punto di cinematico vista geometrico e applicazioni dal p della considerare d. trasmissione macchina v. la o: . Energia forze trasmissione dalla diedi.

Parte seconda

Problemi dinamici con forze delle di inerzia studio connesso quello del movimento nascono esso che con macchine e meccanismo.

Macchine e meccanismo

Macchina è sistema organi una di disposti da modo tale macchina in un compiere interesse l' lavoro sono muovendosi di industriale di azione, forze applicate opportunamente obiettivo un' da energia energia essa in entrante: trasformare in, , ( ) generalmente tipo diverso di uscente essa è grado trasmettere sia di forze che movimento in > classificazione: definiti.

• Macchine trasmettitrici meccanismo → Em E m ingresso usata trasformare energia variandone fattori energia meccanica meccanica in i, ) fattori (velocità velocità riduttori es nei di: . Non varia l' energia entrante.
• Macchine motrici motori → E Em ) (tipo di diverso generalmente trasformare energia idraulico termico, , ( ) turbina idraulica meccanica energia in generatrici operatrici macchine macchine ( ) generatori.
• Em E trasformare altre energia energia in forme di meccanica.

Meccanismo si quando dal dispositivo di considereremo di meccanismo parla un lo è movimento punto lavoro concetto di del vista connessa al di non, . Gli si meccanismo dicono organi compongono che macchina un una più membri per resi pezzi regioni tra costruttive solidi costituiti da, purché comportino loro si da funzionale vista come punto di di un, pezzo solo un.

Ciascun più del membri con membro uno viene a meccanismo comando o manovella > pistone r biella piede manovellismo di corpo rigido > manovella spinta di telaio 1 grado solo libertà di testa di rigidi solidi ) (deformabili elastici anelastici, membri flessibili) (fluidi aeriformi liquidi o coppie cinematiche ) (2 due porzioni fra su comandano loro membri toccano si e ampie a limite cinematico elemento a l' insieme nome diamo porzioni queste di il; cinematica coppia una costituisce elementi due di cinematici.

Si membri le quante tanti sono hanno coppie cinematiche. (Presenta nei membro mecc ciascun nei quali solo. ) 2 cinematici elementi soli un deve possibilità rispetto possedere a di membro movimento una almeno permettere quindi adiacenti c.c. deve ciascuno membri una dei. Libertà grado di un cardine della porta.

• Manovella biella cardine battente del coppia cinematica.

Classificazione delle coppie cinematiche

• Coppie superiori ( ) camme non combacianti rigide coppie ma più al punto contatto loro fra cinematici un vengono 0 a in elementi gli, , linea lungo una ( ) rigide coppie combacianti cinghia puleggia ma non - contatto superfici cinematici vengono su elementi gli a non nulle.
• Le superiori definiscono non completo modo coppie il in moto è 2 relativo pertanto per loro dei membri studio a il contatto; prendere necessario considerazione in nel il quale sono meccanismo inserite.

Elementari coppie da cinematici elementi costituite, cioè rigidi coppia corpi costituiscono che la i - , ) (contatto superfici possono venire combacia sua non mi nulle sono e contemporaneamente rigidi combacia min on:

• 1. Coppia rotoidale traslato è rettilineo moto relativo: il.
• 2. Coppia prismatica rotatorio è asse attorno una ad relativo moto il: è elicoidale.
• 3. Coppia elicoidale relativo moto il: 321 ...

A distinguiamo seconda del membri relativo dei moto:

• Coppie piane pensando l' fisso degli in uno altro c. muovesi e., , ✗ descrive traiettorie modo suo piano ogni che punto al.
• Coppie sferiche concentriche traiettorie sfere sono su le, .
• Coppie generali ) (piana sferica successione di ne ne moti una e elicoidali istantanei tipi di contano ( ) piana coppia siano 2 profili dati comandano coniugati a nel ) (m velocità punto Vr relativa considerisi loro e la se:, lineare ar Vr o relativo puro moto rotolamento v di = = angolare Vr t 2 M0 al profili = / giace tangente sulla in ma - relativo moto strisciamento di > ) (è rotolamento di esclusa di la moto sovrapposizione un non Vr M0 = / in normale componente abbia sulla nulla e non.

Profili c per perdendo distaccarsi di caratteristica la o stanno > . Pervenuti toccarsi sono attraverso a un urto 0 >

Catena cinematica e meccanismo

Catena cinematica si definisce membri accoppiati un di insieme cinematici elementi tramite. Meccanismo un è è reso fisso stato in catena una un cui ( ) membro telaio da possono si ottenere catena tanti cinematica meccanismi una membri della catena quanti questi non meccanismi ma sono i tutti, diversità è la loro valutare da strutturalmente fra sono uguali.

Del tipo degli e base elementi numero sulla soltanto cinema del. Relazione posizione occupa membro di in ciascun che alla nel, meccanismo. 4 se 4 membri e cinematica con consideriamo catena la ) (4 rotoidali coppie quadrilatero articolato meccanismi i, qualunque ottenere uno si essa possono fissando che da, sono dei strutturalmente quattro identici membri.

Libertà (piano)

Gradi di libertà (DOF: degree of freedom): DOF: libertà grado di si sistema definisce di di un numero minimo il per necessario descrivere coordinate indipendenti comportamento del il ) (possibilità sistema moto è di la qual movimento μ i (1) è d. 2cL3 nel C2 corpo n rigido piano un m0 - = = - -. Libertà 8 ) (3 gradi y× dotato di di, , numero membri di m = struttura isolata a - o.

• Ci di numero che coppie = of 11 d. struttura libero labile n > lasciano ° (lo i per struttura h che statica coppie di numero = 2 f d. 2 liberi lasciano 0.
• A R ", ③ μ ①^017 (gdl ) 24 Ca3 1m - = -- > ② r, Ba01 manovella telaio → →→ ¥)B) (( prism barotci 01 = -- 1)((gdf 1) 24 2.4G3 3 4-1m =-= =- --

In 1 può per a caso qualche inferiore dare formula valore quello un la può di effettivo siano alcuni accadere soltanto dei meccanismo vincoli che un. Poiché è apparenti con di altri contrasto loro non azione in la quella, vincoli.

Bil 2 a° m dell' con asta allineato punto e e, descrive traiettoria equidistante circ da essi una, . = o degli intersezione punto per centro di avente il, 4 bracci 2 gufo del dei assi. L' un' fulcrata un'asta estremo di aggiunta in ad 0 all' min aggiunge alcun ed non altro in, vincolo quelli preesistenti anche se a: , (4-1)-24=11)31m =3-2cLG- gdl4 C24m = = - -)

Libertà (spazio)

Gradi di libertà DOF spazio: libertà di grado si sistema di definisce numero minimo un di il coordinate per necessario descriverne comportamento indipendenti il ) (sistema del moto nello 6 è libertà di gradi corpo spazio rigido dotato di un: 1)(d. 6 -3C-54 -2cmof -4CCsmn m == -- },.

Membri numero di = Ci gradi cinematiche di coppie lasciano delle numero i che in = ) (6 - libertà libertà al gradi quindi sistema i che tolgono di libertà più gradi meccanismi di con i libertà possiedono grado solo di mancano meccanismi un non, più libertà 2 gradi interessanti a meccanismi di di tuttavia e esempi.

Meccanismi a un grado di libertà

Nei libertà di un grado ad meccanismi:

• Movente 1 un' dall' esercitata azione esterno viene quale membro sul ( ) entrata motrice cedente.
• 1 un' quale trasmette motrice uscita membro azione il all' dall' esterno del interno meccanismo.

Nei più più più libertà gradi meccanismi entrate uscite di a hanno si o movente cedente <, uscita ingresso questi meccanismi utilizzati vengono:

• Più sommare indipendenti contributi entrate di i.
• Più l' un' ripartire effetto entrata tra uscite indipendente su di condizioni meccanismo esterne legate da loro al ( ) automobilistico differenziale.

Esempi di meccanismi a 2 gradi di libertà

2 esempi libertà di piani gradi di meccanismi a meccanismo 5 45 membri con coppie di 3, [ Cz2 categoria coppie categ di 1., 2 è lo 3 spostamento dello stelo una y41 spostamenti degli lineare combinazione 1) 4( Xb✗ degli entrate steli ed.

A meccanismo pala per carica rice > Ci9 11 coppie categoria membri e di 2 sono (idraulici motori quindi previsti e) entrate 2 1 braccio rotazione del uno comanda la 6 porta cucchiaio che il l' rotazione rispetto del cucchiaio la altro al braccio è 9 il permette montato che meccanismo veicolo ne un telaio su del di considerando lavoro piano del traslazione anche questa la di.

Libertà 3 possibilità pala carica > di rice gradi di movimento ha la, 11Ci9M == (9-1)-2.11=3.8-22(1) 2C 2 = 3gdl -2C = 3m = -- , ,

Meccanismo spaziale con 6 gradi di libertà

Meccanismo spaziale libertà 6 gradi di spaziale con per robot manipolatore di si con spaziale di un tratta meccanismo (6 rotoidali C1) 7 membri coppie e categ, . Da catena ottenuto aperta una cinematica 1) (uno estremità dei di membri membro costituisce il telaio 7) all' (estremità è porta catena della che braccio montato membro il ( ) l' semplice meccanica ovvero una pinza utensile la spesso mano, prescindendo libertà gradi propri mano dai di meccanica della il, 6 libertà gradi meccanismo ha di.

Il 7 3 può braccio spostarsi direzioni spazio secondo distinte nello 3 ruotare attorno distinti assi a e (il 6 gli rotazioni fra cinematici ha entrate elementi meccanismo le) 66 rappresentati coppie motori rotoidali delle da non comandate, figura in le realizzate entrate in mediante costruttivamente vari sono modi, ogni può pensare entrata si attuatori rotativi lineari o.

Posizione relativa dello dalla del costituita statore e rotore motore relativo un di ciascuno saldati un membro con, del meccanismo. Esempio. Può 5 al pensare collegato membro statore e lo si al, 6 imporre di la membro motore di rotore un grado in il, 2 relativa membri posizione dei.

6 le spazio nello definiscono posizione coordinate la che 67 membro del combinazione entrate delle una sono, cioè delle relative di coppie delle posizioni successive 21 6--2 7-3 membri., ., . ,

Rendimento

Rendimento forze macchine sulle agenti classificazione:

• Forze motrici lavoro positivo della movimento compie macchina se nel = , ,
• Forze resistenti lavoro negativo se compie =
• Forze esterne dall' esterni corpi derivano azione di alla macchina = (dall' ) alone campi d'o forze peso inerzia forze di di,
• Forze interne nascono contatto tra una macchina nel di membri i =

Definizione di rendimento

Definizione rendimento di 2 forza loro quale fra trasmettono una corpi nella si contatto a, è è 2 corpi c' presente componente fra relativo se una moto i, all' attrito dovuta. Questa d' attrito passiva resistenza e costituisce componente una dissipa energia compie durante lavoro → negativo moto il un effetto analogo lo pure altro resistere passive danno di genere esercita fluido resisterà si corpo su che come la un un che, immerso fluidi interni dei attriti e viscosi esso gli muove in; , così via.

Indice un dell' ben presta si alla che valutazione energia così per spesa attrito in una una come cinematica coppia in, rendimento è complesso suo nel macchina il, rendimento è dell' il ingegneria fisica efficienza misura la in e energetica sistema un energetico di: rendimento meccanico sistema di misura: efficienza di la indica un ( ) produrre cinetica a energia partire fisico energia da meccanica di, diversa calore energia.