Stampa  
Codice:  
Course code:
23047
Anno accademico:
Academic year:
2011-2012
Titolo del corso:
Course title:
Ingegneria dei sistemi meccanici e azionamenti meccanici
Mechanical Systems Engineering and Drives
Modulo:  
Module:
Unico
U - Mechanical Systems Engineering and Drives
Docente 1:
Teacher 1:
STRADA Roberto
Ruolo Docente 1:
Teacher 1:
Ricercatori Universitari
Modalità 1:
Type 1:
Convenzionale
Settore scientifico-disciplinare:
Reference sector:
ING-IND/13 Meccanica applicata alle macchine
Anno di corso:
Year of degree course:
terzo
Facoltà:
Faculty:
Ingegneria
Modalità di frequenza:
Type:
Non obbligatoria
Semestre:
Semester:
1
Sottoperiodo:
Sub period:
Numero totale di crediti:
Total credits:
9.0
Carico di lavoro
Workload
Attività frontale:
Lectures:
60.0
Esercitazioni:
Applied activities:
30.0
Studio individuale:
Individual work:
135.0
Attività didattica a piccoli gruppi:
Group work:
0.0
Seminari:
Seminars:
0.0
Laboratori:
Laboratories:
0.0
TOTALE (voci sopra-elencate):
TOTAL:
225.0
Ore di lezione settimanali:
8.0
Prerequisiti:
Prerequisites:
conoscenze di base di matematica e fisica
Basic knowledge of mathematics and physics
Obiettivi formativi:
Educational goals:
Il corso mira a sviluppare negli allievi la necessaria sensibilità fisica su argomenti fondamentali della meccanica delle macchine quali: le grandezze caratteristiche del moto, il flusso della potenza meccanica attraverso le macchine, le cause e i meccanismi di dissipazione della potenza. Si propongono nozioni descrittive della tipologia e della funzione dei principali componenti delle macchine. Si insegnano metodi utili per il calcolo di grandezze cinematiche in semplici meccanismi, il dimensionamento di massima della potenza richiesta nelle macchine. Inoltre, vengono fornite nozioni di base sui più diffusi sistemi di azionamento di sistemi meccanico: elettrici, idraulici, pneumatici,
The course aims to provide a physical awareness of the basic topics regarding mechanics of machines - typical amount of motion, power flow throughout a mechanical system, ways of and reasons for losing power. A description of types and functions of main machine components is also provided. Useful methods for calculating the kinematics of simple mechanisms, for estimating the power required in machines. Moreover, the course provide knowledge on the main types of drives for mechanical systems: electric drives, pneumatic drives and hydraulic drives.
Contenuto del corso:
Course contents:
Richiami: grandezze e unità di misura; cinematica e dinamica del punto materiale e del corpo rigido; teorema dei moti relativi; principio di d'Alembert; lavoro ed energia. Struttura generale di una macchina. Teorema delle potenze. Scrittura dell'equazione di bilancio delle potenze di una macchina in condizioni di regime assoluto. Flusso di potenza diretto e fusso di potenza retrogrado. Curve caratteristiche dei motori e loro parametri caratteristici. Funzionamento del motore nei quattro quadranti. Adattamento motore/carico: trasmissioni e cambi di velocità. Energia dissipata nella trasmissione: rendimento in moto diretto e rendimento in moto retrogrado. Attriti: condizioni di attrito statico, radente e volvente. Potenza perduta per attrito radente e volvente. Scrittura dell'equazione di bilancio delle potenze in regime transitorio con usso della potenza diretto e retrogrado. Calcolo del tempo di avviamento. Moto in regime periodico. Calcolo del volano. Classifcazione dei movimenti. Leggi di moto. La trasmissione del movimento: rapporti di trasmissione variabili. Teorema di Coriolis e teorema di Rivals. Metodologie gra fiche, analitiche e numeriche per l'analisi cinematica di sistemi meccanici. Analisi dinamica di sistemi meccanici: metodo degli equilibri dinamici, metodi energetici. Classificazione e nomenclatura dei meccanismi. Sistemi articolati piani ad 1 grado di libertà: quadrilatero, manovellismo e sue inversioni glifi. Ruote dentate, trasmissioni a cinghia. Meccanismi a camma. Metodologie di analisi e sintesi di meccanismi. Azionamenti Elettrici : caratteristiche meccaniche e di funzionamento dei pi`u diffusi motori elettrici. Azionamenti Pneumatici : produzione dell’aria compressa; gruppi di trattamento dell’aria; attuatori pneumatici; distributori e valvole ausiliarie; finecorsa e sensori pneumatici; diagramma movimento-fasi. Azionamenti Oleoidraulici : pompe volumetriche; accumulatori; valvole e distributori; attuatori idraulici; trasmissioni idrostatiche
Brief remarks on: mechanical quantities and units; kinematics and dynamics of a particle and of a rigid body; relative motion theorem; the Principle of d’Alembert; work and energy. Principle sketch of a machine. Work energy theorem. Work energy equation for a machine in steady state operation. Forward and backward power in a machine. Characteristic curves of motors and their typical parameters. Motor’s running in four quadrants. Motor-load coupling: transmissions and speed variators. Wasted energy in transmission: forward and backward efficiency. Static friction, kinetic friction, rolling resistance and relevant wasted power. Work energy equation for a machine in transient operation with forward and backward power flux. Starting time of a machine. Periodic running of a machine. Flywheel design. Classification of motion. Laws of motion. Transmission of motion: variable transmission ratios. Coriolis’ theorem and Rival’s theorem. Graphical, analytical and numerical methods for the kinematic analysis of mechanical systems. Dynamic analysis of mechanical systems: dynamic equilibrium equation and energy methods. Mechanisms classification and nomenclature. Planar single degree of freedom mechanical linkages: four-bar linkage, crank-slider mechanism and relevant kinematic inversions. Gears, transmission belts. Cam mechanisms. Methods for analysis and synthesis of mechanisms. Classificationof drive systems as regard the kind of energy: electrical drives, pneumatic drives, hydraulic drives. Electrical drives: mechanical and operational characteristics of the most widespread electrical motors. Pneumatic drives: compressed air generation and treatment; pneumatic actuators, directional control valves and auxiliary valves; end-stroke valves and pneumatic sensors; motion-step diagram. Hydraulic drives: volumetric pumps; accumulators; directional control valves, pressure control valves, flow control valves; hydraulic actuators; open and closed loop hydrostatic transmissions.
Testo di riferimento 1:
Course text 1:
F.Giordana - Lezioni di Meccanica delle Macchine - Spiegel, Milano
Testo di riferimento 2:
Course text 2:
E. Funaioli, A. Maggiore, U. Meneghetti, Meccanica applicata alle macchine, Patròn Editore
Testo di riferimento 3:
Course text 3:
Meccanica degli Azionamenti - vol 1 - Azionamenti elettrici - Legnani - Progetto Leonardo
Testo di riferimento 4:
Course text 4:
Manuale di pneumatica / Guido Belforte. - 2a ed.. - Milano : Tecniche nuove, c2005
Testo di riferimento 5:
Course text 5:
Industrial hydraulics manual, 4th ed. Eden Praire (Mn) : Eaton corporation training, c2001
Metodi didattici:
Teaching activities:
lezioni frontali ed esercitazioni numeriche
lectures and numerical application activities
Struttura della verifica del profitto:
Assessment:
scritto + orale
written + oral
Descrizione verifica del profitto:
L'esame consiste in un'unica prova, che inizia con la proposta di problemi (da risolvere per iscritto) e si conclude con la discussione orale di quanto elaborato.
Single exam that begins with some problems (to be solved in written form) and concludes with the discussion of the written work done.
Lingua di insegnamento:
Teaching language:
Italiano
Italian
Altre informazioni:
Other information:
 
Stampa