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  COSTRUZIONE DI MACCHINE 1+2 (2 DI 2) Docente: Vincenzo Vullo
    Programma del Corso
 
PROGRAMMA DEL CORSO


1. GeneralitÓ sui riduttori e variatori (N2, pp. 1-15).

1.1 Funzione di una trasmissione meccanica di potenza nel contesto di un impianto che comprende una macchina motrice ed una macchina operatrice e vantaggi rispetto ad altre possibili soluzioni.
1.2 Relazioni fondamentali: rapporto di trasmissione, potenza, coppia, rendimento, ecc.
1.3 Riduttori con rapporto di trasmissione costante: riduttori ad ingranaggi (cilindrici, conici, ipoidi, a vite, a pi¨ stadi, ecc.); trasmissioni a catena; trasmissioni a cinghia; trasmissioni a ruote di frizione.
1.4 Variatori di velocitÓ: meccanici a regolazione continua (a ruote di frizione, a cinghie trapezoidali, ad avvolgimento con catene); meccanici a regolazione per salti discreti; variatori idrostatici; variatori idrodinamici.


2. Giunti

2.1 GeneralitÓ sui giunti: rigidi, semielastici, elastici e mobili (G1, pp. 677-679).
2.2 Giunti rigidi: a manicotto, a gusci, a dischi ed a flange (G1, pp. 679-689).
2.3 Giunti semielastici ed elastici: generalitÓ, giunti a piuoli, a blocchi elastici, con cinghia continua e ad anelli elastici (G1, pp. 689-707).
2.4 Giunti con collari, flange ed anelli in materiale elastico (G1, pp. 712-717).
2.5 Giunti a molle (G1, pp. 717-721).
2.6 Giunti a denti (G1, pp. 727-732).
2.7 Giunti cardanici (G1, pp. 732-740).
2.8 Giunto di Oldahm e tipi particolari di giunti mobili (G1, pp. 740-744).
2.9 Giunto idraulico (J1, pp. 783-789).


3. Ingranaggi cilindrici a denti dritti

3.1 GeneralitÓ sulla progettazione degli ingranaggi, grandezze e simboli (G2, pp. 1-2).
3.2 Proporzionamento normale e moduli unificati (G2, pp. 3-5; Tabelle UNI 6586/69 e 6587/69).
3.3 Profilo efficace e raccordi di testa e di piede (G2, pp. 5-8).
3.4 Profilo ad evolvente: equazione dell'evolvente, spessore del dente e prolungamento del profilo all'interno della circonferenza fondamentale (G2, pp. 10-13).
3.5 Numero minimo di denti per evitare l'interferenza di taglio, effetto dei raccordi di testa e di piede della dentiera utensile, fattore di ricoprimento e numero minimo di denti della coppia dentata per la continuitÓ del moto (G2, pp. 13-17).
3.6 Riduzione della parte utile della retta dei contatti per effetto dell'interferenza di taglio (G2, pp. 17-20).
3.7 Raggi di curvatura dei profili ad evolvente (G2, pp. 21-22).
3.8 Strisciamento specifico ed usura (G2, pp. 22-26; N2, pp. 38-40).
3.9 Interferenza di ingranaggi paralleli esterni.
3.9.1 Interferenza teorica, profili dei raccordi per evitarla ed effetti del raccordo di testa dell'utensile di taglio (H, pp. 138-149).
3.9.2 Interferenza di raccordo (H, pp. 149-150).
3.10 Interferenza di ingranaggi paralleli interni.
3.10.1 Interferenza primaria (H, pp. 151-153).
3.10.2 Interferenza secondaria (H, pp. 153-160).
3.10.3 Interferenza dovuta alla compenetrazione radiale del pignone-utensile (H, pp. 160-165).
3.10.4 Interferenza tra raccordo di testa del pignone e raccordo di piede della ruota (H, pp. 165-167).
3.10.5 Interferenza tra raccordo di testa della ruota e raccordo di piede del pignone (H, p. 167).

3.11 Dentature ad evolvente corrette (G2, pp. 26-35; H, pp. 180-200 e pp. 203-210).
3.12 Dentature corrette per evitare l'interferenza.
3.12.1 Ingranaggi paralleli esterni a denti dritti (H, pp. 211-222).
3.12.2 Metodo Henriot per equilibrare strisciamenti specifici e fattori di grippaggio (H, pp. 222-226).
3.12.3 Metodo Henriot di suddivisione della somma delle correzioni per interasse imposto (H, pp. 233-236 e pp. 240-243).
3.12.4 Metodo di Niemann per calcolo dei fattori di correzione (N2, p. 274).

3.13 Spinte sugli alberi di calettamento di ruote cilindriche a denti dritti (G2, p. 38).


4. Ingranaggi cilindrici a denti elicoidali

4.1 Geometria degli ingranaggi cilindrici elicoidali ad evolvente (G2, pp. 52-57).
4.2 Profilo trasversale e profilo normale, numero minimo di denti intagliabile senza interferenza e proporzionamenti, trasversale e normale (G2, pp. 57-59).
4.3 Dentature elicoidali ad evolvente corrette.
4.3.1 GeneralitÓ (G2, pp. 59-61).
4.3.2 Ingranaggi esterni (H, pp. 200-203).
4.3.2 Ingranaggi interni (H, pp. 210-211).
4.3.4 Generalizzazione dei metodi di Henriot e di Niemann agli ingranaggi cilindrici elicoidali (H, pp. 219-226, pp. 234-235 e 240-243; N2, p. 274).
4.3.5 Spinte su alberi da coppie cilindriche elicoidali, ruote bielicoidali ed utilizzazione delle ruote elicoidali (G2, pp. 61-64).


5. Ingranaggi elicoidali per trasmissioni tra assi sghembi

5.1 ProprietÓ cinematiche fondamentali delle ruote elicoidali per trasmissioni tra assi sghembi (G2, pp. 121-123).
5.2 Calcolo delle grandezze cinematiche delle coppie elicoidali per assi sghembi (G2, pp. 123-125).
5.3 Determinazione dell'arco di azione e larghezze utili delle ruote (G2, pp. 125-126).
5.4 Forze agenti sugli assi delle ruote e rendimento (G2, p. 127).
5.5 Dentature corrette per assi sghembi (G2, pp. 128-129).


6. Calcolo di resistenza degli ingranaggi: flessione dei denti

6.1 GeneralitÓ sul calcolo di resistenza degli ingranaggi e ripartizione del carico sulle coppie di denti in presa (N2, p. 124; G2, pp. 130-133).
6.2 Calcolo dei denti a flessione: parabola e metodo di Lewis (G2, pp. 133-136); retta a 30░ e fattori di forma, di correzione della tensione per carico in testa e nel punto iniziale del contatto singolo, di correlazione e d'elica (N2, pp. 147-152).
6.3 Fattori di sovraccarico (G2, pp. 141-145).
6.4 Tensione di riferimento, tensione di lavoro e tensione di fatica ammissibile alla radice del dente (N2, pp. 153-157).
6.5 Deformazione e rigidezze dei denti (N2, pp. 94-97).
6.6 Fattore di velocitÓ, amplificazione dinamica del carico, campo di risonanza e campi subcritico, ipercritico ed intermedio (N2, pp. 115-120).


7. Calcolo di resistenza degli ingranaggi: vaiolatura

7.1 Vaiolatura e tensione hertziana di riferimento (G2, pp. 137-140; N2, pp. 140-144).
7.2 Influenza dell'errore di passo sulla tensione hertziana (N2, p.101).
7.3 Stati di tensione sotto pelle da schiacciamento hertziano, da rotolamento puro, da strisciamento puro e da loro sovrapposizione e cenni alle tensioni derivanti da effetti termici e da tensioni residue nelle zone di contatto (J2, pp. 370-389; dispensa manoscritta; N 2, pp. 126-129).
7.4 Tensione di riferimento, tensione di lavoro, fattori di sovraccarico e tensione di fatica ammissibile alla vaiolatura (N2, pp. 144-147).
7.5 Cenni alla teoria della lubrificazione elastoidrodinamica (EHL), altezza minima del meato e rapporti di spessore del meato (dispensa manoscritta; N2, pp. 138-140).


8. Calcolo di resistenza degli ingranaggi: grippaggio

8.1 Generalit´┐Ż sul grippaggio: grippaggio a freddo e grippaggio a caldo (N2, pp. 131-136).
8.2 Temperatura critica e verifica al grippaggio a caldo secondo Blok (H, pp. 476-480).
8.3 Fattori di Almen PV e PVT e curve di grippaggio (H, pp. 480-483).
8.4 Spessore specifico del velo di lubrificante (N2, pp. 138-140; dispensa manoscritta).


9. Calcolo di resistenza degli ingranaggi: usura a marcia lenta

9.1 GeneralitÓ sull'usura da strisciamento ed interventi per prevenirla (N2, pp. 136-138).
9.2 Verifica ad usura ed usura ammissibile (N2, pp. 160-162 e pp. 345-346).


10. Calcolo della capacitÓ di carico degli ingranaggi ad assi paralleli secondo la norma UNI 8862, con integrazioni

10.1 Relazioni generali e grandezze fondamentali (Norma UNI 8862, Parte 1a).
10.2 Fattori di sovraccarico (Norma UNI 8862, Parte 2 a)
Fattore KA
Fattore Kv (oltre alla Norma, N2, pp. 116-121, pp. 316-317 e p. 324).
Fattori KHb e KFb (oltre alla Norma, N2, pp. 104-109 e pp. 318-319).
Fattori KHa e KFa (oltre alla Norma, N2, pp. 102-103 e p. 319).

10.3 Correzione di profilo e correzione della linea dei fianchi (N2, pp. 110-115).
10.4 Fattori di resistenza al pitting per fatica superficiale (oltre alla Norma, N2, pp. 140-147 e pp. 329-332).
10.5 Fattori di resistenza a rottura del dente per fatica a flessione (oltre alla Norma, N2, pp. 147-157 e pp. 336-340).


11. Ingranaggi conici a denti dritti

11.1 GeneralitÓ e relazioni fondamentali (G2, pp. 39-40).
11.2 Caratteristiche, tipi costruttivi ed impiego (Norma UNI 4760-75, Parte 3a, N.3, pp. 20-26).
11.3 Ruote coniche ad evolvente sferica e ruote coniche ottoidali (G.2, pp. 40-41; N.3, pp. 26-27).
11.4 Profilo di riferimento, spostamento e variazioni del medesimo (N.3, pp. 27-33).
11.5 Approssimazione di Tredgold e proporzionamento (G.2, pp. 41-44, N.3, pp. 30-31).
11.6 Dentature coniche corrette (G.2, pp. 44-49).
11.7 Spinte sugli alberi prodotte da ruote coniche a denti diritti (g.2, pp. 49-51).
11.8 Cenni alle ruote coniche a denti obliqui (G.2, pp. 65-69; N.3, p. 39).


12. Innesti

12.1 Innesti a denti: generalitÓ (G1, pp. 746-753).
12.2 Innesti a frizione: analisi della manovra di innesto, materiali di attrito, frizioni piane e loro calcolo (G1, pp. 753-782).
12.3 Cenni alle frizioni coniche (G1, pp. 782-784; J.1, pp. 742-743).
12.4 Innesti automatici: a forza centrifuga, di sopravanzo e di sicurezza (G1, pp. 809-826).


13. Freni

13.1 GeneralitÓ e valore necessario del momento frenante (G1, pp. 827-830).
13.2 Freni a disco e freni a corona: cenni sul loro calcolo (J1, pp. 739-741).
13.3 Freni a tamburo a ceppo corto (J1, 743-745).
13.4 Freni a tamburo a ceppo lungo esterno (J1, pp. 748-751).
13.5 Freni a tamburo a ceppo lungo interno (J1, pp. 754-755).
13.6 Freni a nastro (G1, pp. 877-882; J1, 755-757).


14. Trasmissioni con cinghie e catene

14.1 GeneralitÓ sulle trasmissioni con cinghie: caratteristiche, tipi costruttivi ed impiego (N3, pp. 147-152).
14.2 Relazioni generali sulle trasmissioni con cinghie, forze, allungamenti, scorrimento, precarico e capacitÓ portante (N3, pp. 152-159).
14.3 GeneralitÓ sulle trasmissioni con catene: caratteristiche, tipi costruttivi ed impiego (G2, pp. 171-183; N3, pp. 105-112).
14.4 Relazioni generali sulle trasmissioni con catene, poligonalitÓ, allungamenti, scorrimento, precarico e capacitÓ portante (N3, pp. 112-124).



Bibliografia e testi di riferimento

- R. Giovannozzi, ''Costruzione di Macchine'', Vol. I, 3a Ed., PÓtron, Bologna, 1982 (G1).
- R. Giovannozzi, ''Costruzione di Macchine'', Vol. II, 5a Ed., PÓtron, Bologna, 1980 (G2).
- G. Niemann, H. Winter, ''Elementi di Macchine'', Vol. 1, ''Progettazione e calcolo di accoppiamenti, supporti, alberi'', Ed. Scienza e Tecnica, Milano, 1983 (N1).
- G. Niemann, H. Winter, ''Elementi di Macchine'', Vol. 2, ''Riduttori in generale. Riduttori ad ingranaggi. Basi. Riduttori a ruote dentate cilindriche'', Ed. Scienza e Tecnica, Milano, 1986 (N2).
- G. Niemann, H. Winter, ''Elementi di Macchine'', Vol. 3, ''Riduttori a ruote dentate elicoidali, a ruote coniche, a vite. Trasmissioni a catena, a cinghie, a ruote di frizione. Frizioni, freni, ruote libere'', Ed. Scienza e Tecnica, Milano, 1986 (N3).
- G. Henriot, ''Ingranaggi, trattato teorico e pratico'', Vol. I con Tavole, 2a Ed., Tecniche Nuove, Milano, 1987 (H).
- R. C. Juvinall, K. M. Marshek, ''Fondamenti della progettazione dei componenti delle macchine'', Edizioni ETS, Pisa, 1993 (J1).
- R. C. Juvinall, ''Stress, Strain, and Strength'', McGraw-Hill Book Company, New York, 1967 (J2).




FinalitÓ del modulo:
Si tratta del secondo modulo del corso integrato di Costruzione di Macchine 1+2 il cui insegnamento, globalmente, Ŕ finalizzato a completare la preparazione dello studente sui criteri di calcolo, di progetto e di verifica di elementi e di organi delle macchine nonchŔ di gruppi meccanici anche inseriti in sistemi pi¨ complessi. Esso consente di acquisire le competenze di seguito descritte.


Prerequisiti
Per frequentare il modulo con profitto lo studente deve avere appreso ed assimilato, oltre ai contenuti del modulo di CM1, anche quelli dei moduli di Meccanica Applicata alle Macchine, Scienza delle Costruzioni, Disegno Meccanico, Tecnologia Meccanica, Metallurgia e Tecnologia dei Materiali.


Competenze attese
Conoscenze fondamentali sul calcolo, progetto e verifica degli ingranaggi paralleli, concorrenti e sghembi, e delle trasmissioni mediante cinghie e catene nonchŔ sul calcolo, progetto e verifica di gruppi meccanici quali giunti, innesti e freni.


Controllo dell'apprendimento/ModalitÓ d'esame
L'esame comporta sia una prova scritta sia una prova orale. La prova scritta, il cui superamento Ŕ conditio sine qua non per poter sostenere la prova orale, consta di una domanda ad ampio spettro, volta a verificare l'assimilazione dei concetti di base e la maturazione della disciplina. La prova orale parte dalla discussione dell'esercitazione e prosegue con domande relative agli argomenti del corso.