Progettazione funzionale - Riassunto dell'intero corso

Progettazione Funzionale

CINEMATICA

RICHIAMI DI CINEMATICA

Coppie cinematiche

La principale caratteristica dei sistemi meccanici è quella di essere costituiti da più corpi (membri), collegati fra loro in modo opportuno. A seguito di tali legami (vincoli) risultano limitate le possibilità di movimento di ciascun membro relativamente agli altri, ossia il numero dei gradi di libertà del singolo membro e di tutta la macchina.

Si definisce coppia il sistema formato da 2 membri contigui collegati: se tra di essi esiste un movimento relativo (cioè il sistema ha almeno 1 g.d.l.) si ha una coppia cinematica.

Le coppie sono caratterizzate essenzialmente dallo spostamento relativo dei membri a contatto, che dipende dalla forma delle superfici che sono in contatto durante il moto: tali superfici sono dette superfici coniugate.

Uno stesso spostamento relativo fra i membri può essere ottenuto con differenti coppie di superfici coniugate: l’effettiva forma costruttiva ha influenza sulla trasmissione delle forze, l’usura, l’ingombro, ecc

Progettazione Funzionale

CINEMATICA

RICHIMI DI CINEMATICA

• Coppie cinematiche

La principale caratteristica dei sistemi meccanici è quella di essere costituiti da più corpi (membri), collegati fra loro in modo opportuno. A seguito di tali legami (vincoli) risultano limitate le possibilità di movimento di ciascun membro relativamente agli altri, ossia il numero dei gradi di libertà del singolo membro e di tutta la macchina.

Si definisce coppia il sistema formato da 2 membri contigui collegati: se tra di essi esiste un movimento relativo (cioè il sistema ha almeno 1 g.d.l) si ha una coppia cinematica.

Le coppie sono caratterizzate essenzialmente dallo spostamento relativo dei membri a contatto, che dipende dalla forma delle superfici che sono in contatto durante il moto: tali superfici sono dette superfici coniugate.

Uno stesso spostamento relativo fra i membri può essere ottenuto con differenti coppie di superfici coniugate: l’effettiva forma costruttiva ha influenza sulla trasmissione delle forze, l’usura, l’ingombro, ecc.

In figura sono visualizzati diversi esempi di sistemi che realizzano lo stesso spostamento relativo con diverse modalità

Coppia prismatica: albero accoppiato con fori prismatico (accoppiamento di forma con contatto superficiale)

Guida e pattino: slitta di macchina utensile (accoppiamento di forza con contatto superficiale)

Guida volvente: guida lineare a ricircolo di sfere (accoppiamento di forma con contatto puntuale)

Dal punto di vista cinetematico si distinguono:

• contatti di strisciamento
• contatti di rotolamento
• contatti di urto

Dal punto di vista realizzativo si distinguono:

• accoppiamenti di forma (es: perno cilindrico in sede cilindrica)
• accoppiamenti di forza (es: bloccaggio di un pezzo in una pinza)

Tutte le coppie possono essere realizzate in entrambi i modi: gli accoppiamenti di forza sono monolaterali ed il contatto è mantenuto da opportune forze e momenti.

In relazione alla geometria del contatto si hanno :

• contatti puntiformi (es: cuscinetto a sfere)
• contatti lineari (es: cuscinetto a rulli)
• contatti superficiali (es: vite-madrevite)

Si indica come classe di una coppia cinematica il numero di gradi di libertà nel moto relativo

Coppie cinematiche inferiori

Si definiscono coppie elementari o inferiori quelle coppie rigide che sono realizzabili tramite contatti di superficie: le superfici coniugate sono rigide, identiche e combacianti.

Nell’uso corrente le coppie elementari sono spesso considerate solo quelle che lasciano 1 grado di libertà.

Coppie cinematiche superiori

Si definiscono superiori le coppie cinematiche che non sono inferiori; esse non sono in alcun modo realizzabili tramite contatti di superficie ma esclusivamente tramite contatti lineari o puntiformi. Tutte le coppie tra membri non rigidi sono anche esse classificate come superiori (per es. accoppiamento puleggia-flessibile; fluido-condotti di turbina).

La camma piana è una coppia superiore; essa lascia 2 gradi di libertà nel moto relativo dei membri collegati: vengono consentite la traslazione in direzione tangenziale e la rotazione, mentre viene impedita la traslazione nella direzione normale alle superfici coniugate nel punto di contatto.

Esempi di coppie inferiori

COPPIA ROTODIALE

Permette la rotazione del membro A intorno a un asse, la traslazione lungo lo stesso asse è impedita da anelli o risalti.

Coppia Prismatica

Coppia Elicoidale

Esempio di coppia elicoidale costituita da una vite e da una madrevite.

Coppia Sferica

Esempio di coppia sferica nella qua