87155 - MECCANICA DELLE MACCHINE

insegnamento

ID:

87155

Tipo Insegnamento:

Obbligatorio

Durata (ore):

30

CFU:

SSD:

MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE

Url:

Dettaglio Insegnamento:

TECNOLOGIE PER L'INDUSTRIA DIGITALE/percorso comune Anno: 1

Anno:

2025

Periodo di attività

Secondo Semestre (19/02/2026 - 05/06/2026)

Obiettivi Formativi

Il corso ha i seguenti obiettivi formativi: a) fornire gli strumenti di base per la comprensione del funzionamento dei meccanismi piani e delle principali problematiche coinvolte nello studio delle macchine, b) fornire nozioni di base riguardanti alcuni componenti meccanici largamente impiegati nelle macchine, c) rendere gli studenti capaci di leggere e comprendere la documentazione tecnica (manuali, cataloghi, ecc.) che accompagna le macchine e di fare delle valutazioni comparative.

Prerequisiti

Contenuti dei corsi di fisica e di matematica del I semestre del I anno e nozioni di fisica e matematica contenute nei programmi delle scuole secondarie di secondo grado (licei e/o istituti tecnici).

Metodi didattici

Durante il corso gli argomenti sono affrontati con una trattazione che, seppur rigorosa, privilegia il punto di vista applicativo.

Verifica Apprendimento

L'esame di questo corso viene sostenuto insieme a quello del corso complementare di “Laboratorio di Meccanica” ed è un orale erogato in forma scritta in cui (a) la conoscenza organica degli argomenti trattati a lezione viene verificata/valutata chiedendo di rispondere a tre domande a risposta libera: due riguardanti gli argomenti riportati nel programma di questo corso ed una riguardante gli argomenti riportati nel programma di “Laboratorio di Meccanica”, (b) la capacità di modellare/studiare meccanismi piani utilizzando i pacchetti software presentati nel corso di “Laboratorio di Meccanica” vengono valutati assegnando durante il corso delle esercitazioni da svolgere con l’utilizzo dei suddetti software e chiedendo di fare delle relazioni tecniche su ciascuna di esse (da raccogliere in un unico file PDF o PPT) in cui lo studente illustra come ha risolto il problema proposto. Per superare l'esame di Meccanica delle Macchine bisogna ottenere una valutazione sufficiente su ciascuna delle due domande di Meccanica delle Macchine. Per superare l'esame di Laboratorio di Meccanica bisogna inviare tramite e-mail o, quando specificamente richiesto dal docente, tramite ClassRoom, al docente il quaderno delle esercitazioni con un anticipo di almeno tre giorni rispetto alla data dell’esame ed ottenere una valutazione sufficiente sia sul quaderno delle esercitazioni che sulla domanda di Laboratorio di Meccanica. L’esame è strutturato su di una unica prova in cui lo studente ha 60 minuti per rispondere alle tre domande. Se l’esame si svolge in presenza, lo studente svolgerà le prove in aula; diversamente, cioè, se l’esame si svolge a distanza, lo studente svolgerà la prova a distanza secondo le modalità di dettaglio riportate nella sezione “Dispense” del sito del corso. Per esigenze di archiviazione e correzione pubblica dei compiti svolti, anche quando l’esame si svolge in aula, per consegnare l’elaborato, lo studente dovrà generare col proprio smartphone un unico file PDF contenente la scansione dell’elaborato ed il proprio documento (con foto e firma) ed inviarlo tramite e-mail al docente seguendo le stesse modalità di consegna previste per l’esame a distanza e riportate nella sezione “Dispense” del sito del corso. Durante le prove d’esame, pena l’esclusione, lo studente dovrà avere a disposizione soltanto 4 fogli bianchi formato A4 (8 facciate), con nome, cognome, matricola e firma nell’intestazione, da usare per lo svolgimento della prova, e strumenti per scrivere/disegnare (penne (anche di vari colori), righelli, squadre, ecc.), non è ammesso l’uso di carta copiativa. Per entrambi i corsi, il programma da portare all’esame è sempre quello contenuto nell’ultimo file “Programma Svolto” che è stato postato nella sezione “Dispense” del corso prima della data dell’esame. Soltanto gli studenti che hanno ottenuto la frequenza prima dell’ A.A. 2025/26 con il Prof. Battarra potranno, in alternativa, contattare il Prof. Battarra e chiedergli, qualora disponibile, di sostenere con lui l’esame utilizzando il programma svolto da lui e le modalità d’esame fissate da lui.

Testi

Quasi tutti gli argomenti di “Meccanica delle Macchine” trattati a lezione sono contenuti nel testo: [3] Funaioli, E., Maggiore, A. e Meneghetti, U., ''Lezioni di MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE – prima parte: fondamenti di meccanica delle macchine'', Ed. Patron, Bologna, 2005. oppure nel testo (in lingua inglese) [5] Uicker,J.J., Pennock, G.R., Shigley,J.E., ''Theory of Machines and Mechanisms'', third edition 2003, Oxford University Press (www.oup.com), ISBN:0-19-515598-X Per gli argomenti non contenuti nel testo [3] (o [5]), sono disponibili una raccolta di materiale didattico integrativo e di dispense, in formato elettronico, da scaricare dal sito del corso. In biblioteca, sono altresì disponibili i seguenti testi di cui si consiglia la consultazione: [6] N. P. Belfiore, A. Di Benedetto, E. Pennestrì, ''Fondamenti di Meccanica Applicata alle macchine'', Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 1a Ed. 2005 oppure 2a Ed. 2011; [7] A. Zanarini, “Analisi cinetostatica grafica di meccanismi piani – applicazioni per la meccanica delle macchine”, Società Editrice Esculapio, 2012; [8] Doughty, S., ''Mechanics of Machines'', John-Wiley & Sons, 1988; (N.B.: L’ultima edizione di questo testo, in format ebook, è stata resa disponibile dall’autore ed è scaricabile dalla sezione dispense del sito del corso previa autenticazione) [9] Paul, B., ''Kinematics and dynamics of planar machinery'', Prentice-Hall, 1979 [10] Waldrom K.J., Kinzel G.L., “Kinematics, Dynamics, and Design of Machinery”, John-Wiley & Sons, 1999 [11] Mabie H., Reinholtz C., “Mechanisms and dynamics of machinery,” John-Wiley & Sons, 1987. Inoltre, gli argomenti di “Meccanica Razionale” trattati a lezione sono tutti contenuti in [1] Monastero, R., “Appunti per il corso di Elementi di Meccanica Teorica ed Applicata”. [4] M.S. Mongiovì, “Appunti di Meccanica Razionale”, Ed. 2011. e, per questi argomenti, dal sito del Prof. Alberto Strumia (http://www.albertostrumia.it/libri/didattica.html) è possible scaricare liberamente I singoli capitoli in formato pdf e l’indice del testo in due volumi: [12] A. Strumia, “Meccanica Razionale”, Casa Editrice Nautilus, 2a Ed. 1996; ed altri testi sono disponibili presso le biblioteche di UNIFE, tra cui [13] V. Franceschini, C. Vernia, “Meccanica Razionale per Ingegneria”, Ed. Pitagora, 2011 [14] T. Levi-Civita, U. Amaldi, “Lezioni di Meccanica Razionale”, Ed. Zanichelli [15] S. Nocilla, “Lezioni di Meccanica Razionale”, Ed. Levrotto & Bella

Contenuti

RICHIAMI DI ALGEBRA E GEOMETRIA: Vettore libero; Vettore applicato; Componenti di un vettore; Prodotto scalare; Prodotto vettoriale. Algebra delle Matrici. - CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE: Funzioni parametriche di punti e vettori; Traiettoria; Velocità; Accelerazione; Moto piano. - CINEMATICA DEL CORPO RIGIDO (c.r.): Parametri geometrici necessari a definire la postura (posizione+orientamento) di un c.r.; Velocità angolare: concetto fisico e definizione analitica; Formula di Poisson; Relazione fra le velocità di due punti di un c.r.; Invariante scalare; Vettori caratteristici del campo di velocità di un c.r.; Equivalenza e somma di campi di velocità; Asse istantaneo del moto (asse di Mozzi): definizione e determinazione; Accelerazioni: teorema di Rivals; Moti relativi; Moto piano (m.p.): parametri geometrici necessari a definire la postura di un c.r. nel m.p., relazione fra le velocità di due punti di un c.r. nel m.p., centro di istantanea rotazione (definizione e determinazione), polari del moto, teorema di Rivals nel m.p., centro delle accelerazioni (definizione e determinazione). - CINEMATICA DEI SISTEMI VINCOLATI: Vincoli; Gradi di libertà; Coordinate lagrangiane; Spostamenti. - CINEMATICA DEI MECCANISMI: Macchina e meccanismo; Concetto di anello e classificazione dei meccanismi (paralleli, seriali ed ibridi); Analisi cinematica (posizione, velocità ed accelerazione); Coppie cinematiche; Tipi di contatto fra elementi cinematici; Gradi di libertà delle coppie cinematiche; Catena cinematica e meccanismo; Gradi di libertà di un meccanismo piano; Gradi di libertà di un meccanismo nello spazio; Quadrilatero articolato; Manovellismo di spinta. - SISTEMI DI FORZE: Concetto di forza; Momento di una forza; Risultante e momento risultante di un sistema di forze; Teorema di trasposizione dei momenti; Equivalenza fra sistemi di forze; Riduzione di un sistema di forze ad una unica forza più una unica coppia; Invariante scalare di un sistema di forze (trinomio invariante); Asse centrale di un sistema di forze: definizione e determinazione; Sistemi di forze equilibrati; Sistemi di forze piani: riduzione ad una unica forza (determinazione grafica ed analitica del risultante). - DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE: Leggi della dinamica; Sistemi di riferimento assoluti e relativi; Impulso; Quantità di moto; Momento della quantità di moto; Lavoro e potenza; Energia cinetica; Teorema delle forze vive. - DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI: Baricentro; Quantità di moto; Momento della quantità di moto; Forze d'inerzia (risultante e momento risultante delle forze d'inerzia nel caso generale ed in quello del c.r. che si muove di moto piano); Equazioni del moto ed equazioni di D'Alembert; Energia cinetica: definizione, teorema di Koenig, energia cinetica di un c.r.; Principio di conservazione dell'energia (teorema delle forze vive). - GEOMETRIA DELLE MASSE: Baricentro; Momento d’inerzia rispetto ad un asse; Teorema di Huyghens; Momenti d’inerzia di solidi con geometrie semplici. - DINAMICA DEL CORPO RIGIDO: Quantità di moto; Momento della quantità di moto; Risultante delle forze d’inerzia; Risultante dei momenti delle forze d’inerzia; Equazioni di Newton-Eulero; Energia cinetica; Modello dinamico del corpo rigido che si muove di moto piano. - DINAMICA DEI MECCANISMI: Classificazione delle forze (esterne o interne; attive o passive); Reazioni vincolari: determinazione in funzione del tipo di vincolo; Formula di Grubler; Metodo del corpo libero: principio di sovrapposizione degli effetti, analisi cinetostatica di meccanismi piani; Principio dei lavori virtuali (PLV); coefficienti di velocità e coefficienti di accelerazione, dualità statica-cinematica, calcolo dei coefficienti di velocità tramite i centri di istantanea rotazione. - RENDIMENTO DELLE MACCHINE E CINETOSTATICA DELLE MACCHINE REALI: Lavoro di attrito; Definizione di rendimento; Rendimento di macchine disposte in serie e in parallelo; Moto retrogrado. Attrito ed usura; Attrito nelle coppie cinematiche; Distribuzione delle pressioni di contatto (Frizioni; Freni a disco; Freni a ceppo); Cuscinetti a rotolamento. - MECCANISMI CON CAMME: Legge di moto del cedente; Tracciamento di una camma; Sistema articolato equivalente; Analisi cinetostatica; Angolo di pressione; Sottotaglio; Leggi di moto elementari. - RUOTE DENTATE: Trasmissione del moto fra assi paralleli con ruote di frizione; Ruote dentate cilindriche ad evolvente; Misura Wildhaber; Linea di contatto ed arco d' azione; Condizione di non interferenza; Cenni sul taglio delle ruote dentate e sulla correzione delle ruote dentate; Ruote dentate cilindriche a denti elicoidali; Trasmissione del moto tra assi concorrenti con ruote coniche; Coppia vite senza fine-ruota elicoidale. - ROTISMI: Rotismi ordinari; Rotismi epicicloidali; Differenziale; Rapporti fra i momenti esterni agenti su di un rotismo. Cenni sul rendimento dei rotismi epicicloidali. -COPPIE CINEMATICHE LUBRIFICATE: Viscosità e Viscosimetri; Lubrificazione Fluidodinamica (cenni alla teoria elementare e cuscinetti); Lubrificazione Fluidostatica (concetti base e cuscinetti). . IL PROGRAMMA DETTAGLIATO È RIPORTATO NELLA SEZIONE “DISPENSE” DEL SITO WEB DEL CORSO

Lingua Insegnamento

ITALIANO

Altre informazioni

Le lezioni in aula normalmente (cioè, se non ci sono problemi tecnici) verranno registrate e le videolezioni registrate in aula verranno postate in Google ClassRoom (link: https://classroom.google.com/c/MjM0MTMwMDAzNTVa ). Lo studente per vedere/scaricare le videolezioni deve accedere a Google ClassRoom con le credenziali di UNIFE ed iscriversi all'aula virtuale del corso usando il seguente codice corso: 6qhp4jul