Obiettivi formativi
Sulla base di una profonda conoscenza della cinematica, statica e dinamica dei sistemi meccanici, nel corso vengono forniti gli elementi teorici e pratici necessari per una corretta progettazione funzionale delle macchine nel loro insieme e degli organi che compongono le macchine stesse.
Conoscenze e capacità di comprendere: mediante le lezioni frontali tenute durante il corso, lo studente acquisirà i metodi e le conoscenze necessari a comprendere la composizione e la funzione dei sistemi meccanici (meccanismi), a comprenderne i criteri di progettazione e realizzazione; apprenderà a impiegare proficuamente gli strumenti per lo studio della cinematica, trasmissione di forze e dinamica di tali sistemi. Lo studente apprenderà inoltre ad effettuare una analisi dei meccanismi già definiti e ad individuare e studiare i meccanismi idonei a soddisfare determinate funzioni operative richieste dalle macchine in cui è inserito.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Mediante le esercitazioni pratiche svolte in classe relativamente agli argomenti del programma, gli studenti apprendono come applicare le conoscenze acquisite in un contesto reale di progettazione. In particolare, lo studente dovrà applicare le conoscenze acquisite sui meccanismi maggiormente utilizzati nelle applicazioni meccaniche, partendo dallo studio dei gradi di libertà, definendo il/i movente/i il/i cedente/i, effettuando poi lo studio di posizione e cinematico di ogni membro, la trasmissione delle forze fra i vari membri in caso ideale (assenza di attrito o altre forze passive) e reale, per assegnate azioni motrici o resistenti, determinando poi le azioni d’inerzia con uno studio dinamico complessivo.
Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà essere in grado di comprendere e valutare in maniera critica i principali criteri su cui fondare lo studio e la scelta dei meccanismi per la trasmissione del moto sia per svolgere funzioni elementari sia per svolgere funzioni complesse di macchine automatiche, presenti nei sistemi produttivi; utilizzando le conoscenze acquisite dovrà analizzare sistemi esistenti valutandone le prestazioni e l’adeguatezza, valutare le conseguenze delle scelte effettuate, elaborare i dati numerici che definiscono il comportamento del sistema e affrontare con capacità e decisione le scelte progettuali.
Capacità comunicative
Tramite le lezioni frontali e il confronto con il docente, lo studente acquisisce il lessico specifico e la correttezza dei termini tecnici inerenti i sistemi meccanici in generale, l’affidabilità e la gestione dei progetti. Ci si attende che, al termine del corso, lo studente sia in grado di trasmettere, in forma orale e in forma scritta, i principali contenuti del corso, quali idee, problematiche ingegneristiche e relative soluzioni. Lo studente deve comunicare le proprie conoscenze con mezzi adeguati, pertanto per la risoluzione di problemi numerici ci si attende l’utilizzo di strumenti di uso comune nel settore, quali tabelle, fogli di calcolo numerici e grafici.
Capacità di apprendimento
Lo studente che abbia frequentato il corso sarà in grado di approfondire le proprie conoscenze in materia di meccanismi e di macchine semplici e complesse attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici, riviste scientifiche o divulgative, anche al di fuori degli argomenti trattati strettamente a lezione, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o intraprendere percorsi di formazione successivi.
Prerequisiti
Disegno di macchine. Meccanica razionale.
Contenuti dell'insegnamento
Composizione dei meccanismi. Forze agenti sulle macchine. Rendimento. Concetti fondamentali di tribologia: attrito, usura, lubrificazione. Giunti, freni, frizioni.
Richiami di cinematica del corpo rigido ed applicazioni ai meccanismi. I sistemi articolati. Meccanismi con camme. Analisi e sintesi di meccanismi.
Trasmissione del moto fra due alberi. Trasmissione con cinghie e con catene. Ruote dentate. Rotismi.
Richiami di dinamica. Dinamica di meccanismi. Vibrazioni di sistemi a un grado di libertà. Introduzione allo studio sperimentale delle vibrazioni. Dinamica dei rotori. Concetti fondamentali sulla regolazione della velocità angolare.
Programma esteso
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Bibliografia
L’insegnamento viene svolto trattando gli argomenti contenuti nel seguente testo:
FUNAIOLI, A. MAGGIORE, U. MENEGHETTI: “Lezioni di Meccanica Applicata alle Macchine”, Voll. 1-2, Patron Editore, Bologna.
Altri testi verranno consigliati durante il Corso.
Esercitazioni: Appunti redatti dal Docente. Il testo degli esercizi svolti e una traccia della soluzione, sono reperibili all’indirizzo
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Metodi didattici
Lezioni ed esercitazioni. Nelle esercitazioni vengono completati con esempi applicativi gl argomenti svolti nelle lezioni.
Vengono inoltre assegnati esercizi da svolgere “a casa” con i dati basati sul numero di matricola, la cui soluzione dovrà essere riportata su un quaderno che lo studente dovrà consegnare alla commissione all’inizio della prova orale.
Il corso ha un peso di 9 CFU, che corrispondono a 63 ore di lezione. Le attività didattiche saranno condotte privilegiando lezioni frontali in aula alternate a esercitazioni. Durante le lezioni frontali vengono affrontati gli argomenti del corso da un punto di vista teorico-progettuale, al fine di favorire la comprensione profonda delle tematiche e di far emergere eventuali preconoscenze sui temi in oggetto da parte degli studenti.
Nelle esercitazioni, gli studenti saranno tenuti ad applicare la teoria ad un esercizio, allo studio di casi reali di meccanismi o un progetto sviluppato secondo i criteri metodologici illustrati nelle lezioni e nel materiale bibliografico e didattico.
Gli appunti redatti dal Docente e tutto il materiale reperibile all’indirizzo sopra riportato, è considerato parte integrante del materiale didattico. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dal docente all’indirizzo sopra menzionato.
Modalità verifica apprendimento
L’esame consiste in una prova orale con almeno una domanda sugl argomenti trattati nelle esercitazioni.
La valutazione dell’ apprendimenti prevede:
1) l’esame da parte della Commissione del quaderno degli esercizi che lo studente deve svolgere a casa autonomamente;
2) una prova orale normalmente consistente :
- in una domanda su un esercizio svolto in aula durante il corso, oppure assegnato a casa e riportato sul quaderno, oppure in un nuovo esercizio proposto dal Docente;
- in ulteriori tre domande su argomenti svolti a lezione.
Durante la prova orale verrà verificato che lo studente conosca I concetti fondamentali necessari per comprendere la composizione dei meccanismi ed effettuarne uno studio completo della cinematica, della trasmissione di forze e dinamico. Verrà inoltre verificata la conoscenza di argomenti fondamentali per la formazione dell’ingegnere meccanico, quali ad sempio: rendimento, coppie cinematiche lubrificate, meccanismi con camme, rotismi, meccanismi con organi flessibili, vibrazioni, dinamica dei rotori, regolazione della velocità angolare.
Il voto della prova orale viene comunicato immediatamente al termine della prova stessa. La votazione finale viene calcolata assegnando ad ogni domanda una valutazione da 0 a 30 ed effettuando la media delle singole valutazioni, con arrotondamento finale per eccesso; la prova è superata se raggiunge un punteggio pari ad almeno 18 punti. La lode viene assegnata nel caso del raggiungimento del massimo punteggio su ogni domanda a cui si aggiunga la valutazione del quaderno degli esercizi e la padronanza del lessico disciplinare.
Altre informazioni
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