Costruzione di macchine 1 - Appunti

Costruzione di Macchine 1

30/09/2008

Obiettivo: fornire gli strumenti fondamentali per descrivere e analizzare. un sistema meccanico e i suoi componenti e valutarne la stabilità (abnormal ability, resistenza)

Principali argomenti trattati:

• descrizione funzionale dei piů comuni elementi di macchina;
• analisi cinematica;
• statica;
• atomi, sistemi;
• sforzi e deformazioni: legame elastico lineare;
• calcolo di deformabilità degli elementi di macchina;
• analisi dello stato di sforzo piano;
• sollecitazioni limite;
• effetto di intaglio;
• verifica di resistenza.

Si deve valutare il cedimento dei componenti meccanici (il c. d. resilience non è solo rottura, ma anche deformazione dei componenti la diversificazione del trutto)

Sistema meccanico = sistema con parti in movimento

• può essere composto da piů sottosistemi, ognuno con delle funzioni particolari e interagenti fra loro
• a sua volta il sottosistema è composto da componenti e/o elementi di macchina, il ne e de qualche ent labile a moduli strutturali con ci pportivi parametri di sicurezza.

Elementi di macchina

• alberi e assi: elementi monodimensionali (l’asse: l'elemento conduce carichi P verticali; l'albero: subicriatto di com interna torsione l’elemento con ci via interna)
• collegamenti: bulloni, saldature, ribaditi (con cianbrata linguetta!)
• cuscinetti;
• giunti innesti: (giunto e fisse, innesto e smontabile)

prem:

molle

I componenti di un sistema si denominaiano (modelll, dal punto di vista materiale del corpo rigido e del corpo elastico)

Corpo rigido:

• gradi di libertà e condizioni del vincolo
• Il corpo rigido = insiem di punti relazionali collegati tra lo= ze da vincoli rigidi
• equazioni di equilibrio
• condizione di equilibrio = il corpo e fermo, and se ci no= non della parte

  IB puo essere stabile e i possono esatt teol-ota: (inorimenti) infinitesimi)

• analisi cinematica
• diagrammi aerin interni
• le azioni interne sono quelle che producono Io stato di zoila= citazione, es. 2 e forze e I = E momenti di ridae e 1o il inco= r + gido e in equilibrio
• calcolo del fluss delle azioni interne in corpi cariott

ex = riduttore d velocita = da elevato velocita e basso coppia a bassa velocita e alta coppia

Corpi deformabili:

valutazione della stato di sollitcazioni e di di deformazione

• solio di forno e deformasion legens elastico
• forzi ed azioni interne (car d deformi tenore)
• deformabilita de corpi (lineo elastico e P.V. principie dei lavori virtuali)

Resistenza dei materiali:

dimensionamento e verifica della resistenza

• resistenza dei materiali sotto solicitazioni statica e/o a vsfica
• effetto di intaglio e differente tioriani 1D e ablen roll
• criteri di resistenza
• dimensionamento e verifica degli organi delle macchie

NB: il risultato numerico ottenuto e importante tant quanto l espendimento di modo protestimato 2 (es non di piu')

ESERCITAZIONE

02/10/2008

• vettore posizione, \( \vec{r} \)
• vettore spostamento, \( \Delta \vec{r} \)
• forza, \( \vec{F} \)
• momento della forza, \( \vec{M} \)
• lavoro, \( W \) (Work è una quantità scalare)

Una coppia nel piano è una terna nella parte dei numeri reali, identifica unicamente un vettore (modulo, direzione e verso)

SOMMA DI DUE VETTORI

\( \vec{A} = a_x \hat{i} + a_y \hat{j} + a_z \hat{k} \)

\( \vec{B} = b_x \hat{i} + b_y \hat{j} + b_z \hat{k} \)

\( \vec{A} + \vec{B} = (a_x + b_x) \hat{i} + (a_y + b_y) \hat{j} + (a_z + b_z) \hat{k} \)

• \(|\vec{A}| = 30 \quad \alpha = \pi/4\)
• \(|\vec{B}| = 60 \quad \beta = \pi/6\)
• calcolare \( \vec{A} + \vec{B} \) e \( |\vec{A} + \vec{B}| \)

\(a_x = |\vec{A}| cos \alpha = 15 \sqrt{2} \)

\(a_y = |\vec{A}| sen \alpha = 15 \sqrt{2} \)

\(b_x = |\vec{B}| cos \beta = 30 \sqrt{3} \)

\(b_y = |\vec{B}| sen \beta = 30 \)

ex due punti (6) e l’angolo di rotazione (1) 1/s (di ogni punto)

moto rigido piano → questo è l’opinamento del corpo rigido

• traslazione rotazione → tutti i punti si muovono in questo modo

traslazione rototraslazione

È di particolare interesse impegnativo sapere se un corpo rigido da opportune posizioni di moto posso o meno comprendere dei moti vincolati → sistema di vincoli

traslazione → durante la traslazione tutti di direzioni rette linee immaginarie sul corpo restano parallele (t_i) (ex. Traslazione)

rotazione → durante la rotazione un punto ha movimento nullo (ex. Rotule)

rototraslazione → combinazione di moto rotatorio e moto traslatorio (ex. Ingranaggio)

questi tipi di movimenti non si applicano al modello del punto materiale non si parlava di rotazione del punto materiale. (Il moto piano di un corpo rigido è un sottoinsieme del moto rigido)

il moto rototraslatorio può essere espresso con il moto traslatorio + le rotazioni di tutti i punti attorno ad esso + le rotazioni di tutti i punti attorno ad esso per effetto tempo dell’insieme spostamento

CIR → centro di istantanea rotazione

Il comportamento tipico di meccanismi piani vincolati (mot. studio da vincoli) può essere ricondotto a cinematiche di rotazioni. Se da centro di CIR per ogni istante istantaneo per vincolo realizzato par applicato un momento per i vincoli (concetto di vincoli)

per studiare la stabilità di un corpo devo studiare lo stato di moto del CIR in un orso di risonanza → se esso vale zero se il corpo può tributo attorno ad esso es

es di CIR → ruota da rotule: il CIR è il punto di contatto col terreno che varia in continuazione

Vincoli e relazioni vincolari

corpo rigido può generalmente rincolarti è il esperimento più elementare della meccanica

• per corpo rigido nel piano 3 gdl
• per sistema di n. corpi rigidi nel piano h. 3 n. g.d.l.

Il movimento vincolato piano di un corpo rigido può essere definito per mezzo di tre parametri indipendenti

• traslazione e rotazione
• traslazione e rotazione attorno al punto vincolato

Rigidità

Oltre al bilancio (forzato) è necessario valutare (per una corretta analisi cinematica) se è interamente e rigidamente vincolata rispetto alla componente di moto al fine di evitare movimenti virtuali. Questo è lo scopo della valutazione della rigidità.

Analisi cinematica = bilancio (forzato) + valutazione rigidità

Vincoli mal disposti

• Sono possibili movimenti rigidi da parte del sistema.
• Si hanno due modi che impediscono lo stesso movimento vincolando l'uno e l'altro.

_{L'asta può traslare}

_{L'asta può ruotare}

_{La struttura esterna risulta essere ipostatica e, a differenza di quella interna, risulta essere ipostatica.}

Arco a 3 cerniere: struttura stabile, molto usato.

_{(Le cerniere non devono però essere allineate, pena perdere l'ipoteca!)}

Nota: nell'occhio di cerniera sono difficili da realizzare perché, nell'azione interna, presentano un carico locale F tale che risulta il prodotto della concentrazione inviva di uno dei due estradossi e, talvolta, incide anche sul nervo (incastro) con epate evette (pacca si preferisce per soluzioni consistenti) da corpo rigido o con cerniera.

Movimenti virtuali infinitesimi

1. C'è un CIR nella cerniera a terra.

• Il carrello permette un CIR libero (libertà 2 gradi). Ricordando che la carinazione al suo interno risulta pari a quello CIR. Lo stesso prodotto di interazione al centro della cerniera apporta un CIR dall'interno risolvendo questa imposta permutazione.
• Il cilindro di un CIR conclude con la possibilità di tutto il vincolo di compiere movimenti virtuali.