Disegno di Macchine. Lezione n 7 Componentistica di base: alberi. corso per I anno della laurea in ing. meccanica Docente: ing.
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1 Disegno di Macchine corso per I anno della laurea in ing. meccanica Docente: ing. Francesca Campana Lezione n 7 Componentistica di base: alberi
2 Introduzione ai componenti di macchine I componenti meccanici di base si possono distinguere in funzione del loro scopo oppure in base al principio tecnologico di funzionamento. In base allo scopo possiamo distinguere elementi per trasmissione di potenza e di supporto, mentre in base al principio di funzionamento possiamo distinguere elementi meccanici, elettromeccanici, idraulici e pneumatici. Sistemi complessi possono prevedere la coesistenza di più tecnologie. In molti casi il motore primo è di tipo elettromeccanico. Attraverso un albero di uscita si connette alla trasmissione meccanica che trasmette potenza, realizzando le opportune variazioni di velocità, fino ad azionare l utilizzatore finale. L utilizzatore può essere considerato l elemento o il sottoinsieme attuatore del lavoro richiesto (abbiamo quindi attuatori lineari, rotativi, ) La potenza richiesta in uscita dall utilizzatore (Pu) consente di valutare la Potenza motrice iniziale (Pm) attraverso il rendimento (η) dei meccanismi che compongono il sistema: Pu = ηpm con η (0, 1) ma generalmente superiore a 0.9 Il rendimento tiene conto delle perdite per attrito in corrispondenza degli strisciamenti tra i corpi. Supponendo in prima approssimazione che questi siano nulli, La trasmissione di potenza opera in modo tale che la potenza sia costante, ovvero: Pm=Pu Mmωm=Muωu A seconda delle esigenze specifiche la trasmissione muta, ad esempio attraverso l uso di ingranaggi, la proporzione tra momento e velocità operando un rapporto di trasmissione: τ = ωm/ωu Con τ > 1 si realizza una riduzione di velocità dal motore al condotto, con τ < 1 una moltiplicazione. τ=1 presuppone costanza di velocità tra i due tratti della trasmissione.
3 Alberi Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine Sono gli elementi di base per la trasmissione di potenza. Distinguiamo tra alberi ad asse rettilineo, alberi a gomiti e alberi a camme. I primi si usano per trasmettere potenza attraverso un momento torcente, moltiplicando o demoltiplicando la velocità angolare tramite organi quali ruote dentate, trasmissione per cinghie, catene o ruote di frizione. Gli altri servono a trasmettere potenza trasformando il moto alternato in rotatorio o viceversa (Fv=Mω). Gli alberi a gomiti attraverso la manovella si innestano sulla biella che viene mossa dal pistone (elemento che trasla), mentre quelli a camme hanno delle lavorazioni (le camme) il cui profilo comanda l alzata dell elemento che deve scorrere (ad es. una valvola nel caso di alberi di distribuzione). camma Cava per linguetta Spallamenti o battute profilo della camma albero a camme Cava per chiavetta Estremità d albero - albero ad asse rettilineo - Perno di banco - albero a gomito - Perno di manovella Manovella La forma della manovella è dettata da esigenze di bilanciamento delle masse dell albero (masse eccentriche rispetto all asse di rotazione creano sovraccarichi). La forma della camma è funzione della legge di moto da imprimere all elemento che deve traslare. L albero ad asse rettilineo presenta diverse variazioni di sezione per consentire l alloggiamento nei supporti (frapponendo opportuni cuscinetti per ridurre gli attriti ed aumentare così il rendimento) ed il montaggio di altri elementi.
4 Appunti delle lezioni di Disegno di Macchine biella manovella cava per linguetta albero a gomito esempio di supporto Albero a camme con ruota per trasmissione potenza
5 Si disegni in proiezioni ortogonali la biella, attraverso una vista in sezione mettere in luce il collegamento con vite prigioniera Componenti di un motore 4 cilindri per motocicletta (Aprilia RSV) (foto prese da moto tecnica ottobre 2009)
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