Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	Conoscenze e abilità di base di fisica (cinematica e dinamica del punto e del corpo rigido), di analisi matematica 1 e 2, e di algebra lineare.
Conoscenze e abilita' da acquisire:	Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze fondamentali (leggi, equazioni, teoremi) per la modellistica in campo meccanico. Il corso permette di acquisire conoscenze sui principali componenti per la generazione del moto e la trasmissione di potenza. Il corso fornisce le metodologie e gli strumenti per la soluzione di problemi di analisi cinematica e dinamica delle macchine, con particolare riferimento al moto piano.
Modalita' di esame:	La verifica delle conoscenze e delle abilità avviene attraverso una prova d'esame suddivisa in due parti svolte in forma scritta in una stessa giornata: - nella prima parte, attraverso almeno due distinte domande a risposta aperta, si accertano le conoscenze dello studente sugli argomenti del corso, - nella seconda parte, attraverso la soluzione di un problema pratico (esercizio), si accertano le abilità relative alla modellazione meccanica e la capacità di svolgere calcoli in modo preciso ed accurato.
Criteri di valutazione:	I criteri di valutazione con cui verrà effettuata la verifica delle conoscenze e delle abilità acquisite sono: - la completezza delle conoscenze teoriche acquisite sugli argomenti del corso; - il livello di autonomia acquisito nell'interpretazione e soluzione di problematiche di meccanica applicata alle macchine. - la capacità dimostrata nell'applicare le conoscenze teoriche allo sviluppo di modelli cinematici e dinamici di meccanismi; - le capacità espositive e il rigore nella trattazione delle tematiche discusse.
Contenuti:	INTRODUZIONE: definizione di macchina e di meccanismo. Equazioni di congruenza, di equilibrio e di legame per i sistemi meccanici, ipotesi di lavoro. Analisi e sintesi di macchine: definizione di analisi cinematica diretta ed inversa, definizione di analisi dinamica diretta ed inversa, sintesi cinematica. CINEMATICA DEI SISTEMI ARTICOLATI PIANI: moto relativo, cinematica degli accoppiamenti, equazione di struttura, equazione di Grubler, equazioni di chiusura di un meccanismo, scelta di equazioni indipendenti. Definizione di gruppi di Assur, scomposizione di meccanismi in gruppi di Assur. Matrice Jacobiana delle equazioni di chiusura, soluzione iterativa delle equazioni di chiusura di posizione; schema iterativo di Newton-Raphson. Soluzione dell'analisi cinematica di posizione, velocità ed accelerazione, rapporti di velocità e di accelerazione. Configurazioni singolari. centri di istantanea rotazione. Esempi ed esercitazioni. DINAMICA DEI SISTEMI ARTICOLATI PIANI: richiami di meccanica del corpo rigido e di geometria delle masse. Principio dei lavori virtuali: enunciato ed applicazione in problemi di dinamica inversa. Principio di d'Alembert; applicazione cineto-statica del principio dei lavori virtuali. Equazioni di Lagrange: enunciato generale e per meccanismi ad un solo grado di libertà; inerzia ridotta. Equazioni di Newton: applicazioni ai problemi di dinamica inversa. Teoria delle masse di sostituzione. Sbilanciamento statico e dinamico, bilanciamento dei manovellismi. Esercitazioni. CINEMATICA, DINAMICA E SINTESI DI CAMME: meccanismi con camme piane: classificazione, definizione di angolo di pressione, sottotaglio, analisi e sintesi cinematica, analisi dinamica. Camme eccentriche. Camme spaziali. Applicazione delle camme negli intermittori. Introduzione alle leggi di moto per camme. COMPONENTI PER LA TRASMISSIONE DEL MOTO NELLE MACCHINE: Rotismi: definizioni, generalità sulle ruote dentate e sintesi, rotismi ordinari e planetari, formula di Willis, calcolo del rapporto di trasmissione, riduttori epicicloidali, il meccanismo differenziale. Trasmissioni con organi flessibili (funi, catene, cinghie): cinematica, condizioni di trasmissione del moto. Altre trasmissioni di potenza (vite-madrevite, pignone e cremagliera). Confronto tra famiglie di organi di trasmissione. Giunti, innesti e freni, organi di sollevamento. Rendimento dei sistemi meccanici e degli organi di trasmissione. Modelli dinamici di meccanismi ad un grado di libertà considerando i rendimenti della trasmissione. Esercitazioni.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:	- Lezioni frontali anche con il supporto di materiale informatico (file power point e pdf preparati dal docente, digrammi ed elaborazioni in Matlab, video ed immagini, cataloghi industriali) - Esercitazioni svolte alla lavagna
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:	Gestione del materiale didattico (dispense, esercizi, temi d'esame) tramite la piattaforma "moodle" (https://elearning.unipd.it/dtg/)
Testi di riferimento:	Giovagnoni, Marco; Rossi, Aldo, <<Una >>introduzione allo studio dei meccanismiM. Giovagnoni, A. Rossi. Padova: Libreria Cortina, 1999. Funaioli, Ettore; Maggiore, Alberto, Lezioni di meccanica applicata alle macchineEttore Funaioli, Alberto Maggiore, Umberto Meneghetti. Bologna: Pàtron, 2005.