Scopo del corso e' quello di fornire i principali elementi teorici ed applicativi della Meccanica Applicata, tramite richiami di cinematica, di equilibri dei corpi rigidi nel piano e dei principali tipi di componenti utili alla trasmissione del moto.
The aim of Mechanics of Machines teaching is to give important knowledge on kinematics, on static and dynamic rigid body equilibrium and on the main type of systems for the movement transmission.
Nell’ambito di questo corso si vuole trasmettere allo studente:
- capacità di applicare le leggi fondamentali della meccanica nell’analisi cinematica e dinamica di corpi rigidi nel piano e di meccanismi articolati, considerando anche la presenza di fenomeni dissipativi come l’attrito Coulombiano e viscoso;
- conoscenza delle principali tipologie di componenti e sistemi meccanici per la trasmissione e il controllo del moto;
- capacità di effettuare l’analisi di vari sistemi meccanici in condizioni di moto stazionario, oscillatorio e transitorio;
- conoscenza di metodologie per la valutazione sperimentale del funzionamento di sistemi di trasmissione meccanica.
The subjects here presented want to give to the student skills on the rigid body movement and equilibrium in the plane, in order to analyze the rigid body in the plane both in static and dynamic conditions and with or without friction.
Furthermore the main types of components for the movement transformation or transmission are analyzed.
The teaching method is based both on theoretical parts and on exercises, in order to improve the student’s skills in the study of different mechanical systems.
There is also a practical experience in laboratory on some of the components analyzed during the lessons.
A short technical report on the laboratory experience is required to the student and is evaluated in the final score.
In this way the student can also learn how to use and analyze experimental data.
Per il corso di Meccanica delle Macchine sono importanti nozioni di Analisi Matematica I e II e di Fisica I.
Mechanics of Machines requires knowledge of Mathematical Analysis I and II and Physic I.
Richiami di Cinematica: cinematica del corpo rigido nel piano; velocità e accelerazione di un corpo rigido; centro delle velocità; moti relativi; accelerazione di Coriolis; meccanismi articolati (circa 10h tra lezioni ed esercitazioni in aula).
Accoppiamenti: rotoidale, prismatico, incastro; gradi di libertà (circa 1h).
Geometria delle masse: baricentri e momenti d'inerzia (circa 1h).
Statica e dinamica del corpo rigido: vincoli e reazioni vincolari; gradi di liberta' di un sistema; equazioni di equilibrio della dinamica; applicazioni delle equazioni di equilibrio per la risoluzione dei problemi di statica e dinamica; quantità di moto; energia cinetica (circa 12h di lezioni ed esercitazioni in aula).
Forze agenti negli accoppiamenti: aderenza e attrito; vari tipi di attrito; attrito nei perni; esempi, ipotesi dell’usura; meccanismi articolati con attrito nel perno (circa 6h di lezioni ed esercitazioni in aula).
Componenti meccanici basati sull’attrito: studio di freni a pattino; freni a tamburo; freni a disco; freni a nastro; frizioni piane e cenni di frizioni coniche; analisi di trasmissioni con flessibili (funi e cinghie); sistemi vite-madrevite (circa 18h di lezioni ed esercitazioni in aula).
Tipi di trasmissione del moto: ruote dentate cilindriche a denti diritti ed elicoidali, cenni su ruote coniche, rotismi ordinari ed epicicloidali, differenziale automobilistico (circa 16h di lezioni ed esercitazioni in aula).
Caratteristiche generali di un sistema di trasmissione del moto: tipologie di accoppiamento motore-riduttore-utilizzatore e motore-frizione-utilizzatore, rapporto di trasmissione, rendimento, condizioni di transitorio e di regime (circa 6h di lezioni ed esercitazioni in aula).
Vibrazioni: studio di vibrazioni libere e forzate smorzate in sistemi ad 1 grado di libertà; studio del transitorio, decremento logaritmico; studio del sistema forzato tramite il metodo dei vettori rotanti, risonanza, risposta in frequenza (circa 10h di lezioni ed esercitazioni in aula).
Kinematics: rigid body kinematics in the plane; velocity and acceleration of rigid body in the plane; velocity center; Coriolis acceleration; articulated mechanism (about 10h of lessons and exercises).
Main links and their degree of freedom analysis (about 1h).
Center of mass and inertial moment (about 1h).
Static and dynamic equilibrium of rigid body in the plane: external and internal forces; equilibrium equations; quantity of motion and moment of quantity of motion (about 12h of lessons and exercises).
Analysis of the main kind of friction, Reye Hypothesis, friction in the links and examples (about 6h of lessons and exercises).
Analysis of the main components based on friction: brakes; belts; clutch; screw systems (about 18h of lessons and exercises).
Analysis and study of: cylindrical gears; conical gears; ordinary and epicyclical gears systems; automotive epicyclical differential system (about 16h of lessons and exercises).
Analysis and study of load-motor systems using gears reducer or clutch (about 6h of lessons and exercises).
Analysis and study of free and forced vibrations in systems with 1 degree of freedom (about 10h of lessons and exercises).
Il corso è organizzato in circa 40h di lezione e 38h di esercitazione in aula (a squadra unica) e 1.5h di prova in laboratorio con gli studenti divisi in squadre (1.5h di laboratorio per ogni squadra).
L’esperienza di laboratorio si svolge su banchi prova cinghie e riduttori. Durante tale esperienza lo studente rileva dati sperimentali su velocità angolari, forze, coppie forniti dai sensori presenti nei suddetti banchi prova ed elabora tabelle, grafici, calcoli e commenti sulla base di quanto indicato dall’esercitatore con il quale si svolge la prova e dalle dispense fornite inerenti i banchi prova in esame. L’esperienza di laboratorio prevede anche la stesura di due relazioni (una per ogni banco prova) che vengono ritirate e valutate dal docente prima della fine del corso.
The Mechanics of Machines teaching has about 40h of lessons and 38h of exercises done with the all students and 1.5h in laboratory with students divided in groups (1.5h for each group).
During this experimental experience tests on benches with belts and epicyclical gears systems are carried on, measuring angular velocity, force, torque and elaborating the experimental data by means of tables and graphs.
The students elaborate a technical report on the laboratory experience.
These technical reports (one for each test bench) are evaluated by the Professor before the end of the teaching.
Testi di riferimento:
- Ferraresi, Raparelli, "Meccanica applicata" Ed CLUT, Torino.
- G.Belforte, “Meccanica Applicata alle macchine”, ed.Levrotto & Bella.
Testi consigliati per approfondimenti:
- Jacazio, Piombo, "Esercizi di meccanica applicata alle macchine" Ed.Levrotto & Bella, Torino.
- G.Jacazio, S. Pastorelli, “Meccanica Applicata alle Macchine”, Ed. Levrotto & Bella, Torino, 2001.
- N.Baschmid, S.Bruni, A.Collina, B.Pizzigoni, F.Resta, "Fondamenti di Meccanica Teorica e Applicata", ed. Mc Graw-Hill.
- A.Di Benedetto, N.P.Belfiore, “Fondamenti di Teoria delle vibrazioni meccaniche: sistemi a un grado di libertà”, Casa Editrice Ambrosiana.
Main books underlined:
Ferraresi, Raparelli, "Meccanica applicata" Ed CLUT, Torino.
G.Belforte, “Meccanica Applicata alle macchine”, ed.Levrotto & Bella.
Further books suggested:
Jacazio, Piombo, "Esercizi di meccanica applicata alle macchine" Ed.Levrotto & Bella, Torino.
G.Jacazio, S. Pastorelli, “Meccanica Applicata alle Macchine”, Ed. Levrotto & Bella, Torino, 2001.
N.Baschmid, S.Bruni, A.Collina, B.Pizzigoni, F.Resta, "Fondamenti di Meccanica Teorica e Applicata", ed. Mc Graw-Hill.
A.Di Benedetto, N.P.Belfiore, “Fondamenti di Teoria delle vibrazioni meccaniche: sistemi a un grado di libertà”, Casa Editrice Ambrosiana.
On the Teaching Web Site the student can find: the text of exercises with their numerical results; the information useful for the laboratory experience; the main steps useful for the student to write his laboratory report.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
...
L’esame consiste in una prova scritta costituita da tre problemi riguardanti sia la parte di esercitazioni sia la teoria. La prova ha lo scopo di accertare la preparazione dello studente su tutto il programma del corso.
La durata della prova è in genere di 2h ½.
Durante la prova non è possibile consultare libri, appunti, formulari, dispense ecc…
Il punteggio massimo è di 10 punti per ogni problema per un totale di voto della prova scritta pari a 30/30.
La votazione minima è 18/30.
A partire dallo scritto sufficiente (18/30) al risultato del medesimo viene quindi aggiunta la valutazione dei Laboratori di Meccanica delle Macchine sui Banchi Cinghie/Riduttori, espressa in 30/30 dalla media della valutazione delle prove sui due banchi e poi valutata il 6% se si è frequentato il Laboratorio e si è effettuata la stesura delle relazioni, il 2% se non vi è la frequenza al Laboratorio.
L’arrotondamento del risultato finale viene quindi effettuato all’intero superiore a partire da una votazione pari a XX.51
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;
The Mechanics of Machines exam consists in a writing examination with three problems pertinent both to exercises and to theory on the treated program. The exam is to verify the student’s skill on the whole coursework.
The test duration is 2h and ½.
During the test it is not possible to use books, notes, formulary, booklets, etc…
The maximum score for each problem is 10 with a full-scale of 30/30.
The minimum score is 18/30.
From the minimum writing test score (18/30) the evaluation (in 30/30) obtained in the Laboratory tests (6% of the Laboratory Reports if the Student has also the Laboratory Attendance, 2% of the Laboratory Reports if the Student does not have the Laboratory Attendance) is added to the writing test score.
The final approximation is done to the higher score from a result equal to XX.51
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.
