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PORTALE DELLA DIDATTICA

Meccanica delle macchine automatiche

02BPLNE

A.A. 2023/24

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Collaboratori
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Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/13 8 B - Caratterizzanti Ingegneria meccanica
2022/23
L’insegnamento è inserito nell’orientamento "Automazione" e concorre alla formazione di un ingegnere in grado di svolgere attività di progetto inserite nel complesso contesto dell’automazione industriale. Al progettista di macchine automatiche sono richieste capacità di progettazione funzionale che riguardano sia la scelta del tipo di meccanismo maggiormente indicato per un contesto applicativo caratterizzato da requisiti specifici in termini di precisione, affidabilità, costo, produttività, sostenibilità, sia il successivo dimensionamento delle parti che compongono la macchina. L’insegnamento intende conseguentemente approfondire la conoscenza dei principali tipi di meccanismi per la trasmissione e trasformazione del moto utilizzati nei sistemi di automazione, fornendo gli strumenti ed i metodi di progetto e coinvolgendo gli studenti in attività di laboratorio informatico e sperimentale, dedicate a percorsi di analisi e sintesi di macchine automatiche. Infine, sono presentati alcuni strumenti per l’analisi dinamica dei meccanismi, con particolare riguardo alla correlazione tra la legge del moto generata dai meccanismi e l’insorgenza di eventuali fenomeni vibratori indesiderati.
The subject is included in the "Automation" specialist pathways and contributes to the training of an engineer capable of carrying out design activities included in the complex contest of industrial automation. The designer of automatic machines is required to have functional design skills concerning both the choice of the type of mechanism that is most indicative for an application context, characterized by specific design requirements in terms of precision, reliability, cost, productivity, sustainability, and the subsequent sizing of the machine parts. The course consequently intends to deepen the knowledge of the main types of mechanisms for transmission and transformation of motion used in automation systems, providing the design tools and methods and involving students in computer and experimental laboratory activities, addressed to analysis and synthesis of automatic machines. Finally, some tools for the dynamic analysis of mechanisms are presented, with particular regard to the correlation between the law of motion generated by the mechanisms and the onset of any unwanted vibratory phenomena.
Conoscenza dei principali tipi di meccanismi, delle loro caratteristiche funzionali e dei campi di impiego. Conoscenza di metodologie grafiche ed analitiche per la progettazione funzionale, l’analisi e la sintesi cinematica dei meccanismi. Capacità di effettuare l’analisi cinematica o dinamica di meccanismi anche per mezzo di programmi di calcolo sviluppati ad hoc.
Knowledge of the main types of mechanisms. Knowledge of graphical and analytical methodologies for the kinematic analysis and synthesis of mechanisms. Ability to carry out the kinematic and dynamic analysis of mechanisms, even by means of numerical software developed ad hoc.
Sono richieste conoscenze di base di meccanica applicata e in particolare la conoscenza della cinematica dei corpi rigidi e la capacità di scrivere le equazioni di equilibrio dinamico di sistemi meccanici.
Prerequisites for attending the subject are a basic knowledge of applied mechanics, in particular of the rigid body kinematics, and the ability to write the dynamic equilibrium equations of the mechanical systems.
Introduzione all'insegnamento: la terminologia, le tipologie di meccanismi, l’analisi di mobilità. Richiami di cinematica: la cinematica dei corpi rigidi e dei moti relativi. La progettazione del movimento: proprietà dei diagrammi delle alzate e delle accelerazioni, gli angoli di trasmissione. Una particolare attenzione è rivolta alle modalità con cui vengono descritte le caratteristiche cinematiche proprie di ogni famiglia di meccanismi ed alle metodologie per l’analisi del funzionamento, anche in relazione ai parametri dimensionali. Meccanismi a camma: tipologie, la scelta della legge di movimento, sintesi grafica ed analitica, accoppiamenti di forma e di forza. Meccanismi per moto intermittente: meccanismi a ruota libera, a croce di Malta, ruote stellari, intermittori, meccanismi differenziali. Sistemi articolati: manovellismi, pentalateri ed esalateri, meccanismi con indugio e a corsa regolabile, cenni sulla sintesi di sistemi articolati. Dinamica dei sistemi: analisi elastodinamica e risposta in frequenza, il problema della scelta dei motori, accoppiamento di macchine motrici e operatrici: accoppiamento diretto, con riduttore di velocità, con meccanismi.
Introduction: terminology, types of mechanisms, the analysis of mobility. Basic concepts of kinematics. The motion design: properties of the accelerations diagrams, angles of transmission. The methods by which describes the kinematic characteristics of each family of mechanisms are exposed with care together with methodologies for the analysis of the operation, also in relation to the dimensional parameters. Cam mechanisms: types, the choice of the law of motion, graphical and analytical synthesis, form coupling and force coupling. Mechanisms for intermittent motion. Articulated systems. System dynamics: elastodynamic analysis and frequency response, the problem of the actuator’s choice.
L'insegnamento comprende lezioni teoriche, laboratori dedicati allo sviluppo di modelli matematici e laboratori sperimentali. Per quanto riguarda i laboratorio dedicati allo sviluppo si modelli matematici sono previste le seguenti attività: - Analisi cinematica del sistema biella-manovella; - Analisi cinematica di meccanismo articolato; - Le forme delle leggi del moto: grandezze in funzione del tempo, grandezze "geometriche" e grandezze adimensionali; - La sintesi di sistemi a camma; - Modelli dinamici per lo studio del problema delle vibrazioni; - Accoppiamento di macchine motrici ed operatrici attraverso meccanismi. Presso il laboratorio di meccanica sono condotte attività sperimentali su banchi didattici dedicati. Sono previste sperimentazioni su banchi dedicati a sistemi a camma e su banchi dedicati ai meccanismi articolati. In caso di emergenza sanitaria verranno organizzati dei laboratori virtuali.
The subject includes theoretical lessons, laboratories dedicated to the development of mathematical models and experimental laboratories. As regards the laboratories dedicated to the development of mathematical models, the following activities are envisaged: - Kinematic analysis of the connecting rod-crank system; - Kinematic analysis of articulated mechanism; - The forms of the laws of motion: quantities as a function of time, "geometric" quantities and dimensionless quantities; - The synthesis of cam systems; - Dynamic models for the study of the vibration problem; - Coupling of driving and operating machines through the mechanisms. Experimental activities are carried out at the mechanical laboratory on dedicated didactic benches. Experiments are planned on benches dedicated to cam systems and on benches dedicated to articulated mechanisms. In the event of a health emergency, virtual laboratories will be organized.
P.L. Magnani, G. Ruggieri, Meccanismi per Macchine Automatiche, UTET, Torino. C. Ferraresi, T. Raparelli, Meccanica applicata, CLUT, Torino.
P.L. Magnani, G. Ruggieri, Meccanismi per Macchine Automatiche, UTET, Torino. C. Ferraresi, T. Raparelli, Meccanica applicata, CLUT, Torino. Documents describing the activities at the computer lab or dealing with topics discussed during lectures are provided to the students. The files in PDF format are available on the web (“portale della didattica”).
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group essay;
L’esame in forma scritta è dedicato a verificare i risultati di apprendimento attesi, ed in particolare la conoscenza dei principali tipi di meccanismi, la conoscenza di metodologie grafiche ed analitiche per l’analisi e la sintesi cinematica dei meccanismi e la capacità di effettuare l’analisi cinematica o dinamica di meccanismi. La durata della prova scritta è di circa un’ora. Durante l’esame non è consentita la consultazione del materiale didattico. L’esame consiste in due o tre domande poste ad ogni candidato, relative ai contenuti delle attività di lezione, laboratorio ed esercitazione. È oggetto specifico di verifica la presentazione di relazioni relative alle attività svolte presso i laboratori informatici e sperimentali. Le relazioni devono essere caricate nella sezione materiale del portale della didattica prima della prova d’esame e contenere la descrizione dell’obiettivo dell’attività e delle modalità di soluzione del problema trattato, i programmi realizzati, i risultati ottenuti in forma grafica ed un commento dei risultati. Ogni studente riceve direttamente le domande ed elabora le risposte in modalità scritta. Al termine della prova scritta è prevista anche una breve discussione orale su quanto elaborato e sul contenuto delle relazioni. La parte relativa alle relazioni e la relativa discussione concorrono al voto finale con un peso pari al 25%.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group essay;
The exam is in oral form and consists of two or three questions to each candidate concerning the content of lessons, laboratory and tutorial. Some reports on the activities carried out in the computer lab are requested. The reports shall include a description of the objective and the method of solving the problem discussed, the programs implemented, the results in graphical form and a review of the results.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.
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