Prove d'esame risolte di Costruzione di Macchine M

ipotizzi una rugosità di tutte le superfici inF t taccoppiamento R =0,8μma

GRUPPO A M =80Nm D =29mm μ =0,15t F ru

Esercizio 3

Un serbatoio cilindrico orizzontale con fondo leggermente bombato (trascurare il volume dei4 3fondi) di volume V con L/D= 5, è riempito completamente di acqua (γ=ρ·g=10 N/m ) e pressurizzato alla pressione p. Conoscendo lo spessore s delle pareti si determino le tensioni meridiane e tangenziali (σ , σ ) nei punti A e B. Si determini inoltre, adottando il criterio di Von Mises, il coefficiente di sicurezza nel punto più sollecitato tra quelli considerati, sapendo che il serbatoio è realizzato in acciaio con tensione di snervamento S pari ay180MPa. (Arrotondare il diametro in metri alla prima cifra decimale). s3

GRUPPO A V= 6 m p= 4 bar = 3mm

E C M M

SAME DI OSTRUZIONE DI ACCHINE

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica

29 gennaio 2019

Cognome: Matricola:

Gruppo: A

Nome:

Esercizio 1

L’ammortizzatore

Lo schema sopra riportato è caratterizzato dalla presenza di due molle elicoidali in acciaio (G=80 GPa) ad estremità chiuse e molate. La prima molla, di lunghezza libera l, diametro del filo d, diametro di avvolgimento D e numero di spire n1, viene alloggiata tra il piattello mobile esterno e un piattello vincolato a scorrere lungo il corpo dell'ammortizzatore (ghiera di precarico). La seconda molla, di lunghezza libera l, diametro del filo d, diametro di avvolgimento D e numero di spire n2, viene alloggiata internamente all'ammortizzatore, tra il tappo del corpo centrale e il pistone. Al fine di ottenere un precarico iniziale del dispositivo, la ghiera sul corpo dell'ammortizzatore viene spostata verso l'alto dalla posizione iniziale (posizione di contatto senza compressione delle molle) della quantità p. Assegnate le dimensioni delle due molle, calcolare: (i) Il valore che deve assumere la forza esterna F per poter

iniziare a comprimere l'ammortizzatore. (ii) la rigidezza del sistema al variare della corsa e disegnarne qualitativamente l'andamento al variare dellacompressione, considerando una corsa di lavoro pari a C. (iii) verificare se le due molle possono superare in sicurezza il milione di cicli avvalendosi del diagramma riportato in figura. Trascurare gli effetti dalla parte idraulica del sistema.

GRUPPO A d =10mm D =65mm n1=5 l =150mm1 1 01d =4,5mm D =35mm n2=3 l =75mm2 2 02C=40mm p=20mm

E C M MSAME DI OSTRUZIONE DI ACCHINE

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica

29 gennaio 2019

Esercizio 2

L'accoppiamento conico rappresentato in Figura deve trasmettere un momento torcente M con un coefficiente di sicurezza minimo CS=1.5. Supponendo noti il diametro medio tdell'albero D, il diametro esterno del mozzo D, la lunghezza di accoppiamento L, Fm e H Fl'angolo di conicità α, il coefficiente di attrito all'inserimento μ=0,15 e allo scorrimento

1. ine,s (R +R )=0,0072mm,direzione tangenziale μ =0,3 e di utilizzare superfici con 3 ž as ahrudeterminare la forza di inserimento F realizzata mediante l’impiego di collegamento filettato,ea passo grosso, avente classe di resistenza 5.8 e la forza di sbloccaggio F . Dopo avereedimensionato la filettatura, si calcoli, inoltre, l’interferenza effettiva Z e nominale U pergarantire la trasmissione del momento nonché il percorso assiale di inserimento Δe.=0,29, S =640MPa, S =390MPa) mentre ilL’albero è realizzato in acciaio (E=207GPa, n u ymozzo è in lega di alluminio (E=70GPa, =0,33,S =300MPa, S =200MPa).Si scelga, infine,n u yla filettatura di tipo metrico calcolando la coppia di serraggio mediante la formulasemplificata e si valuti il coefficiente di sicurezza minimo rispetto allo snervamento deimateriali impiegati impiegando il criterio più cautelativo.
2. GRUPPO A M =80Nm D =40mm D =65mm L =30mm α=91,5°t Fm eH FEsercizio 3

dimensioni una coppia di ruote dentate non corrette che devono trasmettere la potenzaP con una velocità di rotazione dell'albero di ingresso pari a n1, una velocità dell'albero in=20° e un numero di denti della ruota motriceuscita pari a n2, un angolo di pressione apari a z1. La rotazione del riduttore avviene solo in un verso. Le due ruote sono realizzatein acciaio al carbonio da cementazione, cementato e sono lavorate con un buon grado diprecisione. Si assuma un coefficiente di lubrificazione =1 e un funzionamento intermittenteh edurante il giorno. Dopo aver dimensionato i due ingranaggi si determini la correzione x daadottare per far lavorare le due ruote all'interasse i', arrotondando per eccesso l'interasseteorico maggiorato di un millimetro.

GRUPPO AP= 9 Kw n1= 150 rpm n2= 100 rpm z1=24E C M MSAME DI OSTRUZIONE DI ACCHINE

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica

12 febbraio 2019

Cognome: Matricola:

Gruppo: A

Nome:

Esercizio 1

Il riduttore epicicloidale mostrato schematicamente in figura è dotato di un corpo (1) e di una flangia (2), entrambi realizzati in ghisa sferoidale GS. In esercizio, i due componenti sono soggetti ad una coppia torcente di sbloccaggio T=10kNm, e sono assicurati contro la rotazione reciproca per mezzo di n = 4 viti ed n = 4 spine. Spine e viti sono equispaziatev sangolarmente su di una circonferenza di diametro D. Ciascuna vite è precaricata con una forza F = 20kN, mentre il coefficiente di attrito fra flangia e corpo vale spessore della μ. La flangia vale t = 20mm. Si ipotizzi che le spine debbano resistere staticamente alla coppia T meno la coppia resistente generata dal tiro delle viti. Si dimensionino le spine, sapendo che ciascuna di esse è realizzata in acciaio St50, ed è incastrata nel corpo per una lunghezza s = 1,5t.

GRUPPO A μ = 0,15 D = 500mm

E C M MSAME DI OSTRUZIONE DI ACCHINE

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica

12 febbraio 2019

Esercizio 2

In figura

è rappresentata una morsa a V. La morsa è costituita da due ganasce di cui una mobile e la forza di chiusura viene esercitata da una vite M24x2. Se le ganasce hanno angolo di apertura della V pari ad θ e devono serrare un albero di diametro d calcolare:

(i) la forza di precarico che deve esercitare la vite per mantenere l’albero fermo con un coefficiente di sicurezza CS=2 sapendo che l’albero è soggetto ad un momento torcente Mted a una forza F assiale e che i coefficienti di sicurezza per la resistenza a taglio e a trazione sono rispettivamente CStaglio=1.5 e CStrazione=2.5.