PRESENTAZIONE
Il corso si propone di fornire alcune integrazioni a quanto appreso nel corso base di disegno meccanico. Il corso fornisce gli elementi di base sui sistemi CAD, sulle metodologie di utilizzo di tali sistemi, sulle possibilità di integrazione e sulle linee di evoluzione dei sistemi informatici di supporto alla progettazione ed alla documentazione.
Il corso mira inoltre a fornire le conoscenze di base per la progettazione ed il dimensionamento dei principali organi di macchine, con particolare riferimento a quelli presenti sugli autoveicoli ed avendo in evidenza il loro inserimento all'interno di sistemi complessi. Verranno fornite alcune nozioni relative alla resistenza dei materiali da costruzione in presenza di sollecitazioni dinamiche, termiche e di fatica.

Lo studente dovrà acquisire la capacità operativa di utilizzare un sistema di modellazione tridimensionale di ultima generazione usando un metodo di lavoro indipendente dal sistema stesso.
Lo studente dovrà inoltre acquisire le conoscenze relative ai procedimenti per il dimensionamento di alcuni dei principali organi di macchine, in considerazione delle diverse modalità di sollecitazione (missione) e della loro interazione con gli altri organi di macchine (sistema).

E' necessaria la conoscenza dei contenuti dei moduli di Meccanica strutturale, Meccanica applicata e di Diseggno tecnico industriale

Computer Aided Design e Manufacturing (CAD/CAM)
Il processo di sviluppo di un progetto. Generalità sui sistemi CAD-CAM: Oggetti fisici, modelli e rappresentazioni. Tecnologie di base: Computer Graphics; Image processing, Modeling, Pattern recognition.
Tecnologie per produrre oggetti fisici: processo CAM e Rapid Prototyping.
Cenni sulle tecnologie di Reverse Engineering.
La modellazione geometrica e Feature based
Curve e superfici parametriche: curve e superfici di Bezier, Spline, B-spline, NURBS.
Modelli geometrici 3D; wireframe, B-Rep e CSG.
Sistemi Feature-Based (parametrici, variazionali).
Metodo di lavoro indipendente da un sistema specifico
Elementi di grafica computerizzata
Hardware: generalità sui sistemi, periferiche grafiche di input ed output.
Software: evoluzione del software grafico. Cenni sugli algoritmi di base per le trasformazioni geometriche: traslazione, rotazione e trasformazione di scala.
Metodi e tecnologie per l'integrazione
I problemi di integrazione CAD-CAE-CAM. I sistemi PDM, il Digital Mock-up. Il problema del data exchange: il trasferimento di dati tra sistemi CAD differenti.
Complementi di disegno tecnico industriale
I collegamenti albero-mozzo: chiavette, linguette e profili scanalati. Rappresentazione di cuscinetti, cinghie, pulegge e ruote dentate.

Resistenza dei materiali
Richiami sul calcolo delle tensioni equivalenti e ipotesi di rottura
Richiami di resistenza a fatica dei materiali da costruzione, concentrazione delle tensioni dovute agli intagli, danneggiamento ed accumulo del danneggiamento
Cenni sul comportamento dei materiali da costruzione sotto l'azione di campi di temperatura, il creep
teoria di Hertz per il calcolo delle tensioni di contatto, resistenza dei materiali ai carichi di contatto e problemi di usura
Collegamenti meccanici
collegamenti filettati, coppia di serraggio, dimensionamento statico ed a fatica
collegamenti forzati albero-mozzo
collegamenti con chiavette, linguette e profili scanalati
collegamenti saldati ' saldature continue e saldature a punti
giunzioni con adesivi.
Organi delle macchine e loro dimensionamento
cuscinetti a rotolamento: scelta a catalogo, previsione della durata, montaggio
giunti rigidi, articolati, cardanici ed omocinetici
barre di torsione, molle ad elica cilindrica, molle a balestra, molle a disco conico
innesti a frizione
ruote dentate cilindriche a denti diritti, profilo ad evolvente, geometria modulare, segmento dei contatti, rapporto di ingranamento, strisciamento dei fianchi dei denti, resistenza a flessione e a contatto, geometria risultante dal taglio con profili spostati

Gli allievi svolgeranno in aula esercizi sugli argomenti trattati a lezione.
Agli allievi sarà inoltre proposto lo sviluppo di un piccolo progetto relativo ad un sistema dell'autoveicolo, così da applicare in modo organico alcune delle metodologie di dimensionamento e verifica apprese.
Il programma relativo alle esercitazioni per la parte di disegno prevede: modellazione solida di componenti meccanici impiegando sistemi CAD feature-based. Assemblaggio di componenti. Documentazione di componenti e complessivi tramite disegno bidimensionale.

Verrà messo a disposizione degli studenti materiale didattico sotto forma di dispense.
Testi di riferimento:
Foley, van Dam, Feiner, Hughes - Computer Graphics: principles and practice, Addison-Wesley - 1997
Jami J. Shah, Martti Mantyla - Parametric and Feature-Based CAD/CAM - John Wiley & Sons - 1995
Michael E. Mortenson - Geometric Modeling - Second Edition - John Wiley & Sons, 1997
E. Chirone, S. Tornincasa - Disegno tecnico industriale, vol. I e II - Il capitello, Torino, 2004
R.C. Juvinall, K.M. Marshek ' 'Fondamenti della progettazione dei componenti di macchine', edizioni ETS ' Pisa
M. Rossetto ' 'Introduzione alla fatica', ed. Levrotto & Bella, Torino
Testi di consultazione ed approfondimento
R. Giovannozzi ' 'Costruzione di Macchine', ed. Patron, Bologna
A. Strozzi ' 'Costruzione di Macchine', ed. Pitagora, Bologna
G. Bongiovanni, G. Roccati ' 'Giunti articolati', ed. Levrotto & Bella, Torino
J.A. Collins ' 'Failure of materials in mechanical design', ed. Wiley, New York
Wahl ' 'Mechanical springs'

L'esame consiste in una prova scritta ed di una prova orale. Per poter sostenere la prova orale il candidato dovrà aver superato con una valutazione almeno sufficiente la prova scritta.
La prima prova pratica in laboratorio CAD, di cui fa parte la valutazione delle esercitazioni svolte durante il corso, è un test scritto.
Per superare l'esame gli studenti devono raggiungere almeno la sufficienza nella prova pratica e nel test. Non è possibile sostenere l'esame senza avere eseguito almeno l'80% delle tavole di esercitazione.