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.
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.
Programma (docente Eula)
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; cenni su quantità di moto ed 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; cenni su freni a disco; freni a nastro; cenni su frizioni piane e cenni su frizioni coniche; analisi di trasmissioni con flessibili (funi e cinghie) (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 (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).
Programma (docente Mazza)
Meccanica dei sistemi di corpi rigidi: cinematica del corpo rigido, centro delle velocità, vincoli e gradi di libertà in un sistema di corpi rigidi, moti relativi, cinematismi, proprietà d'inerzia dei corpi, azioni di inerzia, quantità di moto, lavoro ed energia (circa 24 ore di lezione/esercitazione);
Forze agenti negli organi di macchine: forze elastiche, fenomeni di aderenza e attrito, resistenza al rotolamento, analisi statica e dinamica di comuni sistemi meccanici (meccanismi, trasmissioni, veicoli) sottoposti a un sistema di forze (circa 12 ore di lezione/esercitazione);
Componenti dei sistemi di trasmissione della potenza meccanica: freni ad attrito, frizioni, trasmissioni mediante flessibili, vite-madrevite, trasmissioni mediante ingranaggi (ruote dentate a denti diritti, elicoidali e cenni sulle ruote coniche), rotismi ordinari ed epicicloidali (circa 27 ore di lezione/esercitazione);
Caratteristiche generali di un sistema di trasmissione del moto: riduzione dell'inerzia e delle forze/coppie ad un dato asse, accoppiamento motore-utilizzatore, rendimento (circa 8 ore di lezione/esercitazione);
Vibrazioni meccaniche: vibrazioni libere e forzate di sistemi a un grado di libertà (circa 9 ore di lezione/esercitazione).
Program (lecturer Eula)
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 (about 18h of lessons and exercises).
Analysis and study of: cylindrical gears; conical gears; ordinary and epicyclical gears systems (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).
Program (lecturer Mazza)
Mechanics of rigid body systems: kinematics of the rigid body, center of zero velocity, constraints and degrees of freedom in a system of rigid bodies, relative motions, mechanisms, properties of inertia of bodies, inertia actions, momentum, work and energy (about 24 hours of lessons / exercises);
Forces acting in machine elements: elastic forces, adhesion and friction phenomena, rolling resistance, static and dynamic analysis of common mechanical systems (mechanisms, transmissions, vehicles) subjected to a force system (about 12 hours of lessons / exercises);
Components of mechanical power transmission systems: brakes, clutches, belts, power screws, gear transmissions (spur, helical and bevel gears), ordinary and epicyclic gear trains (about 27 hours of lessons / training);
General features of a motion transmission system: inertia and forces/torques about a given axis, motor-gear train-load transmission, mechanical efficency (approximately 8 hours of lesson / exercise);
Mechanical vibrations: free and forced vibrations of one degree of freedom systems (about 9 hours of lesson / exercise).
Organizzazione dell'insegnamento (docente Eula)
Il corso è organizzato in circa 41h di lezione e 37,5h di esercitazione in aula (a due squadre separate) 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.
Descrizione degli obiettivi che l’esame intende accertare, coerentemente con i “risultati di apprendimento attesi” (docente Eula):
Il Corso si prefigge di fornire allo Studente le conoscenze importanti riguardanti la meccanica applicata e richiede al suo termine allo Studente di saper svolgere adeguatamente problemi inerenti a tutto il programma del Corso.
L’esame intende quindi accertare che lo Studente abbia acquisito opportune conoscenze su problemi di cinematica e di equilibri di corpi rigidi nel piano, sappia riconoscere i principali componenti delle macchine e li sappia studiare in modo completo.
Organizzazione dell'insegnamento (docente Mazza)
Il corso è organizzato in circa 41h di lezione e 37,5h di esercitazione in aula (a due squadre separate) e 1.5h di prova in laboratorio con gli studenti divisi in squadre.
Le esercitazioni in aula consisteranno nello svolgimento di problemi relativi ad applicazioni ingegneristiche degli argomenti svolti a lezione. Durante l’esercitazione di laboratorio gli allievi eseguiranno prove sperimentali su sistemi di trasmissione del moto; sulla base di quanto espresso nelle dispense fornite occorrerà acquisire i dati sperimentali, analizzarli e elaborarli sotto forma di grafici.
Course structure (lecturer Eula)
The Mechanics of Machines teaching has about 41h of lessons and 37,5h of exercises (done with the students divided in two teams) 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.
Goals expected after this Teaching (lecturer Eula):
This teaching wants to give to the Student the important knowledge of the Applied Mechanics and in the end it requires to the Student to be capable of solving problems on the whole Teaching program.
The exam wants to see if the Student has obtained the suitable knowledge for solving kinematics problems and static and dynamic rigid body equilibrium and if He is able to know and to study the main components of the machines.
Course structure (lecturer Mazza)
The course is organized in approximately 41h of lessons and 37.5h of classroom exercises (with two separate teams) and 1.5h of laboratory tests with the students divided into teams.
The classroom exercises will consist of carrying out problems related to engineering applications of the topics covered in class. During the laboratory exercise the students will perform experimental tests on motion transmission systems; on the basis of what is expressed in the handouts provided, it will be necessary to acquire the experimental data, analyze them and process them in the form of graphs.
Testi di riferimento (docente Eula)
PRINCIPALI:
• C.Ferraresi, T.Raparelli, "Meccanica applicata" Ed CLUT, Torino.
• G.Belforte, “Meccanica Applicata alle macchine”, ed.Levrotto & Bella.
DI EVENTUALE SUPPORTO:
• G. Jacazio, S. Pastorelli, “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.
Sul Portale del Corso lo Studente potrà trovare i testi degli esercizi svolti in aula con i risultati numerici e le informazioni necessarie per i laboratori oltre ad altro materiale utile per le lezioni e le esercitazioni.
Testi di riferimento (docente Mazza)
Testo adottato:
- C. Ferraresi, T. Raparelli: “Meccanica applicata”; CLUT.
Altri testi di riferimento:
- G. Belforte, “Meccanica applicata alle macchine”; Levrotto & Bella.
- G. Jacazio, S. Pastorelli: "Esercizi di meccanica applicata alle macchine"; Levrotto & Bella.
- G. Jacazio, S. Pastorelli: “Meccanica applicata alle macchine”; Levrotto & Bella.
Main books underlined (lecturer Eula):
• C.Ferraresi, T.Raparelli, "Meccanica applicata" Ed CLUT, Torino.
• G.Belforte, “Meccanica Applicata alle macchine”, ed.Levrotto & Bella.
Further books suggested:
• G. Jacazio, S. Pastorelli, “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.
On the Teaching Web Site the student can find: the text of exercises with their numerical results; the information useful for the laboratory experience together with other material useful for the lessons and for the exercises
Reading materials (lecturer Mazza)
Adopdet book:
- C. Ferraresi, T. Raparelli: “Meccanica applicata”; CLUT.
Other books:
- G. Belforte, “Meccanica applicata alle macchine”; Levrotto & Bella.
- G. Jacazio, S. Pastorelli: "Esercizi di meccanica applicata alle macchine"; Levrotto & Bella.
- G. Jacazio, S. Pastorelli: “Meccanica applicata alle macchine”; Levrotto & Bella.
Modalità di esame: Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Esame (docente Eula)
Lo Studente avrà a disposizione un compito formulato tipo "componimento" con esercizi con testo e schema ed un elenco di domande numerate alle quali dovrà rispondere solo su PC.
Vi è poi una domanda di teoria ed una domanda sul laboratorio le risposte alle quali sono nuovamente previste solo su PC.
E' previsto l'uso della calcolatrice scientifica messa a disposizione dal sistema.
Esame (docente Mazza)
L'esame consisterà in una prova scritta costituita da n.3 domande di cui: n.1 domanda relativa a un problema numerico (esercizio della tipologia di quelli trattati a esercitazione), n.1 domanda teorico/descrittiva relativa agli argomenti trattati a lezione, n.1 domanda relativa all’esperienza di laboratorio. L'attività svolta dagli studenti in laboratorio sarà quindi argomento della prova scritta e contribuirà alla valutazione finale.
La durata della prova è circa 2h. Durante la prova non è possibile consultare libri, appunti, formulari, dispense … La modalità di attribuzione del punteggio alle domande sarà:
- Domanda 1: 15 punti;
- Domanda 2: 15 punti;
- Domanda 3 (relativa all’esperienza di laboratorio): 2 punti
Il punteggio massimo raggiungibile con la prova scritta sarà 32/30 (30 lode).
Il punteggio minimo per superare lo scritto è 18/30.
Per gli studenti degli anni accademici precedenti il 2019/20 saranno utilizzate le modalità di valutazione dei laboratori già stabilite in passato.
Modalità d'esame in remoto
E' stata scelta l’opzione esami scritti a risposta aperta tramite PC con l’utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus); vedi anche il file “Linee_Guida_per_organizzazione_di_esami_on_line.pdf” disponibile sul portale del Politecnico di Torino.
In particolare lo studente dovrà:
- Non utilizzare il PC e la finestra di testo Exam per le risposte;
- Rispondere solo in forma cartacea su fogli di carta appositamente predisposti e disponibili sul portale alla pagina del corso;
- Utilizzare i mezzi previsti dal Politecnico per l’invio degli elaborati cartacei in formato PDF (upload nella sezione “Elaborati “, unico file PDF). Si consiglia l’uso della Polito App per la scansione e la consegna dell’elaborato in formato PDF.
Exam: Computer-based written test using the PoliTo platform;
Exam (lecturer Eula)
The Student reaches an exam structured as a "componiment" with exercises with text and schema and questions to which he has to answer using only the PC
There are also a question on the theory and a question on the laboratory to which the answers are only done using the PC
The scientific calculator given by the system is available.
Exam (lecturer Mazza)
The exam will consist of a written test with three questions: one question relating to a numerical problem (exercise of the typology of those treated in practice), one theoretical/descriptive question relating to the topics covered at lesson, one question relating to laboratory experience. The activity carried out by the students in the laboratory will therefore be the subject of the written test and will contribute to the final evaluation.
The duration of the test is approximately 2h. During the test it is not possible to consult books, notes, forms, handouts ... The method for scoring questions will be:
- Question 1: 15 marks;
- Question 2: 15 marks;
- Question 3 (relating to laboratory experience): 2 marks.
The maximum mark achievable with the written test will be 32/30 (30 honors).
The minimum score to pass the writing is 18/30.
For students of the academic years prior to 2019/20, the evaluation methods of the laboratories already established in the past will be used.
Remote exam mode.
The option open-ended written exams via PC using the University Exam platform integrated with proctoring tools (Respondus) has been chosen; see also the file "Lines_Guide_for_organisation_of_esami_on_line.pdf" available on the portal of the Politecnico di Torino.
Below the rules:
- Do not use the PC and the Exam text box for answers;
- Answer only in paper form on sheets of paper specifically prepared and available on the portal (course web page);
- Use the means provided by the Politecnico di Torino for sending the paper documents in PDF format (to be uploaded in the "Documents" section, single PDF file). The use of PolitoApp for scanning and delivering the work in PDF format is warmly recommended.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Esame (docente Eula)
Lo Studente avrà a disposizione un compito formulato tipo "componimento" con esercizi con testo e schema ed un elenco di domande numerate alle quali dovrà rispondere.
Vi è poi una domanda di teoria ed una domanda sul laboratorio.
E' previsto l'uso della calcolatrice scientifica.
Esame (docente Mazza)
Prova scritta (in aula).
L'esame consisterà in una prova scritta costituita da n.3 domande di cui: n.1 domanda relativa a un problema numerico (esercizio della tipologia di quelli trattati a esercitazione), n.1 domanda teorico/descrittiva relativa agli argomenti trattati a lezione, n.1 domanda relativa all’esperienza di laboratorio. L'attività svolta dagli studenti in laboratorio sarà quindi argomento della prova scritta e contribuirà alla valutazione finale.
La durata della prova è circa 2h. Durante la prova non è possibile consultare libri, appunti, formulari, dispense … La modalità di attribuzione del punteggio alle domande sarà:
- Domanda 1: 15 punti;
- Domanda 2: 15 punti;
- Domanda 3 (relativa all’esperienza di laboratorio): 2 punti
Il punteggio massimo raggiungibile con la prova scritta sarà 32/30 (30 lode).
Il punteggio minimo per superare lo scritto è 18/30.
Per gli studenti degli anni accademici precedenti il 2019/20 saranno utilizzate le modalità di valutazione dei laboratori già stabilite in passato.
Modalità di esame in remoto.
Quanto sopra vale anche per gli esami effettuati in remoto, per i quali si precisa che è stata scelta l’opzione esami scritti a risposta aperta tramite PC con l’utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus); vedi anche il file “Linee_Guida_per_organizzazione_di_esami_on_line.pdf” disponibile sul portale del Politecnico di Torino.
In particolare lo studente dovrà:
- Non utilizzare il PC e la finestra di testo Exam per le risposte;
- Rispondere solo in forma cartacea su fogli di carta appositamente predisposti e disponibili sul portale alla pagina del corso;
- Utilizzare i mezzi previsti dal Politecnico per l’invio degli elaborati cartacei in formato PDF (upload nella sezione “Elaborati “, unico file PDF). Si consiglia l’uso della Polito App per la scansione e la consegna dell’elaborato in formato PDF.
Exam: Written test; Computer-based written test using the PoliTo platform;
Exam (lecturer Eula)
The Student reaches an exam structured as a "componiment" with exercises with text and schema and questions to which he has to answer
There are also a question on the theory and a question on the laboratory
The scientific calculator used is available.
Exam (lecturer Mazza)
Written test (in class).
The exam will consist of a written test with three questions: one question relating to a numerical problem (exercise of the typology of those treated in practice), one theoretical/descriptive question relating to the topics covered at lesson, one question relating to laboratory experience. The activity carried out by the students in the laboratory will therefore be the subject of the written test and will contribute to the final evaluation.
The duration of the test is approximately 2h. During the test it is not possible to consult books, notes, forms, handouts ... The method for scoring questions will be:
- Question 1: 15 marks;
- Question 2: 15 marks;
- Question 3 (relating to laboratory experience): 2 marks.
The maximum mark achievable with the written test will be 32/30 (30 honors).
The minimum score to pass the writing is 18/30.
For students of the academic years prior to 2019/20, the evaluation methods of the laboratories already established in the past will be used.
Remote exam mode.
The foregoing also applies to exams carried out remotely, for which it is specified that option open-ended written exams via PC using the University Exam platform integrated with proctoring tools (Respondus) has been chosen; see also the file "Lines_Guide_for_organisation_of_esami_on_line.pdf" available on the portal of the Politecnico di Torino.
Below the rules:
- Do not use the PC and the Exam text box for answers;
- Answer only in paper form on sheets of paper specifically prepared and available on the portal (course web page);
- Use the means provided by the Politecnico di Torino for sending the paper documents in PDF format (to be uploaded in the "Documents" section, single PDF file). The use of PolitoApp for scanning and delivering the work in PDF format is warmly recommended.
