INDICE. XI Introduzione XIV Guida alla lettura XVII Convenzioni e notazioni utilizzate nel testo XIX L Editore ringrazia

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1 INDICE XI Introduzione XIV Guida alla lettura XVII Convenzioni e notazioni utilizzate nel testo XIX L Editore ringrazia 3 Capitolo primo Introduzione La meccanica applicata alle macchine Macchine e meccanismi Tipi di macchine, p Componenti, p Tipi di meccanismi, p Tipici problemi della meccanica delle macchine La creazione di modelli Contenuto del testo 19 Capitolo secondo Coppie cinematiche e meccanismi Vincoli e geometria del contatto fra corpi rigidi Coppie cinematiche Realizzazione delle coppie cinematiche Catene cinematiche Mobilità delle catene cinematiche piane Criteri geometrici di mobilità Mobilità dei meccanismi in moto rigido generale 41 Esercizi 43 Capitolo terzo Forze di contatto ed effetti dissipativi Introduzione Contatti superficiali: la teoria di Hertz Contatti puntiformi, p Contatti lineari, p Attrito radente: il modello di Coulomb Azioni fluidodinamiche Attrito viscoso, p Resistenza fluidodinamica (regime turbolento), p Attrito nei cuscinetti lubrificati, p Attrito interno

2 VI M E C C A N I C A A P P L I C A T A A L L E M A C C H I N E Resistenze al rotolamento Usura Cenni sugli urti 71 Esercizi 75 Capitolo quarto Cinematica dei meccanismi piani Introduzione Fondamenti Modello matematico Analisi di posizione Analisi di velocità Formulazione geometrica, p Formulazione matematica, p Aspetti geometrici della cinematica dei meccanismi Centro di istantanea rotazione, p Polari del moto, p Profili coniugati, p Analisi di accelerazione Formulazione geometrica, p Formulazione matematica, p Esercizi 115 Capitolo quinto Statica dei meccanismi Introduzione Analisi statica di meccanismi e strutture Equilibrio dei meccanismi Equazioni cardinali della statica, p Principio dei lavori virtuali, p Analisi grafica, p Statica dei sistemi in presenza di attrito Verifica dell equilibrio: il problema non impone una condizione di moto incipiente, p Strisciamento globale: il problema impone una condizione di moto incipiente in tutti i punti di contatto, p Strisciamento locale: il problema impone una condizione di moto incipiente in alcuni dei punti di contatto, p Strisciamento o ribaltamento: il problema impone una condizione di moto incipiente che può essere di strisciamento oppure di ribaltamento, p Qualità della trasmissione Angoli di pressione e di trasmissione, p Guadagno meccanico, p Esercizi 151 Capitolo sesto Dinamica dei sistemi meccanici Introduzione Modellazione dinamica Equazioni di Newton-Eulero, p Principio di D Alembert, p Principio dei lavori virtuali, p Bilancio delle potenze, p Equazioni di Lagrange, p Condizioni di funzionamento Bilancio energetico, p Macchine a regime o in moto vario, p Rendimento Rendimento delle macchine, p Flusso di potenza retrogrado, p Flusso di potenza nelle trasmissioni, p. 170

3 I N D I C E G E N E R A L E VII Forze e inerzie ridotte Caratteristiche statiche Transitori in avviamento Irregolarità del moto Irregolarità dei sistemi con masse traslanti, p Dimensionamento dei volani, p Bilanciamento delle macchine alternative Cinematica semplificata del manovellismo ordinario, p Metodo delle masse di sostituzione, p Bilanciamento del manovellismo di spinta, p Esercizi 205 Capitolo settimo Vibrazioni meccaniche Introduzione Esempi di sistemi vibranti e modelli matematici Sistemi ad un grado di libertà, p Linearizzazione di sistemi debolmente nonlineari, p Sistema a due gradi di libertà, p Dissipazione, p Vibrazioni libere di sistemi ad un grado di libertà L oscillatore armonico non smorzato, p Moto armonico, p L oscillatore armonico smorzato, p Vibrazioni forzate di sistemi ad un grado di libertà Forzante sinusoidale, p Trasmissibilità: forze trasmesse al basamento, p Eccitazione sismica armonica: trasmissibilità, p Sistemi a due gradi di libertà (cenni) 244 Esercizi 247 Capitolo ottavo Dinamica dei rotori Introduzione Squilibrio statico Squilibrio dinamico Macchina equilibratrice Macchina equilibratrice supercritica, p Macchine equilibratrici subcritiche, p Velocità critiche flessionali: rotore di Jeffcott 262 Esercizi 263 Capitolo nono Meccanica delle coppie cinematiche Introduzione Cuscinetti radenti Coppia prismatica, p Coppia rotoidale portante, p Coppia rotoidale di spinta, p Coppia elicoidale, p Cuscinetti volventi Analisi cinematica, p Distribuzione dei carichi, p Attrito nei cuscinetti volventi radiali, p Introduzione alla lubrificazione idrodinamica e cenni storici Teoria elementare della lubrificazione idrodinamica Equazione di Reynolds, p Pattino piano di lunghezza infinita, p Interpretazione fisica dell equazione di Reynolds, p Coppie lubrificate: classificazione

4 VIII M E C C A N I C A A P P L I C A T A A L L E M A C C H I N E Coppie rotoidali lubrificate Forma del meato, p Equazione di Reynolds e semplificazioni, p Condizioni al contorno, p Cuscinetto infinitamente lungo: soluzione analitica di Sommerfeld, p Capacità di carico, p Perdite per attrito, p Coppia rotoidale di spinta lubrificata di tipo idrodinamico (cenni) Cenni sui cuscinetti idrostatici Confronto fra le caratteristiche delle coppie rotoidali 311 Esercizi 313 Capitolo decimo Ruote dentate Introduzione Generalità e nomenclatura L evolvente e le applicazioni agli ingranaggi Ruote dentate modulari: definizioni e cenni sul taglio Ruote modulari e correzione di taglio Ingranamento Ruote normali, p Calcolo dello spessore del dente e del vano, p Ingranamento ruote con correzione di taglio e calcolo del gioco, p Interferenza nelle ruote a denti dritti Continuità del moto: rapporto di condotta Ruote dentate elicoidali Forze scambiate tra ruote dentate cilindriche Strisciamenti, velocità relative e forze d attrito Ruote coniche (cenni) Ruote ad assi sghembi, ingranaggi a vite (cenni) Ingranaggi a vite (Worm gear), p Esercizi 367 Capitolo undicesimo Trasmissioni di potenza Introduzione Trasmissioni ad ingranaggi: rotismi Rotismi ordinari, p Rotismi epicicloidali, p Rotismi complessi, p Rendimenti delle trasmissioni ad ingranaggi, p Esempi applicativi, p Cinghie di trasmissione Cinghie piatte: principi di funzionamento, p Catene Giunti meccanici Giunto di Cardano (Hooke joint o Universal joint), p Giunti omocinetici, p Esercizi 429 Capitolo dodicesimo Meccanismi per il moto vario Introduzione Leggi di moto Legge di moto ad accelerazione costante, p Legge di moto cicloidale, p Altre leggi di moto, p. 437

5 I N D I C E G E N E R A L E IX Sistemi articolati Generalità, p Generazione di moti alternativi, p Generazione di moti di traslazione e rettilinei, p Meccanismi a alto guadagno meccanico, p Considerazioni conclusive sui sistemi articolati, p Meccanismi a camma Descrizione tipologica, p Descrizione funzionale, p Meccanismo equivalente, p Equazioni del profilo di una camma a cedente piano, p Meccanismi unidirezionali Meccanismi per moto intermittente Generalità, p Analisi cinematica del meccanismo a ruota di Ginevra, p Esercizi 469 Capitolo tredicesimo Altri meccanismi e trasmissioni a fluido Altri meccanismi Variatori di velocità, p Innesti, p Freni, p Funi e paranchi, p Trasmissioni a fluido Pompe, p Motori - Attuatori, p Valvole, p Valvole proporzionali, p Altri componenti di trasmissioni a fluido, p Esempi di circuiti oleodinamici, p Esercizi Capitolo quattordicesimo Le frontiere della meccanica 14.1 Micro-meccanica Cosa significa micro Forze agenti nel micro-mondo Operazioni di manipolazione (micro-handling) Dispositivi di presa e rilascio Sensori ed attuatori Considerazioni finali 14.2 La Meccatronica Introduzione Ingegneri e tecnici specialisti o tutto fare? Un po di storia Una macchina automatica intelligente Sistemi retroazionati Un controllore industriale Robotica industriale Sistemi Real Time, campionamento e quantizzazione Altri esempi meccatronici Sistemi autonomi o semi autonomi Meccanica e meccatronica 14.3 Biomeccanica Biomeccanica Articolare Nuova procedura sequenziale di modellazione Modello anatomico del ginocchio M Progettazione della protesi Futuro della Biomeccanica (funzionale) Considerazioni finali 515 Appendice A Richiami di geometria, algebra e calcolo numerico 515 A.1 Vettori 518 A.2 Matrici e sistemi lineari A.2.1 Matrici, p. 518 A.2.2 Sistemi lineari, p. 520 A.2.3 Autovalori e autovettori di una matrice, p A.3 Equazioni non lineari 524 A.4 Equazioni differenziali

6 X M E C C A N I C A A P P L I C A T A A L L E M A C C H I N E 526 A.5 Metodi numerici A.5.1 Sistemi di equazioni lineari, p. 527 A.5.2 Sistemi di equazioni non lineari, p. 530 A.5.3 Equazioni differenziali, p. 532 A.5.4 Strumenti software di calcolo numerico, p Appendice B Fondamenti di cinematica del punto e del corpo rigido 539 B.1 Sistemi di riferimento 542 B.2 Cinematica del punto 544 B.3 Cinematica del corpo rigido B.3.1 Velocità, p. 544 B.3.2 Accelerazione, p B.4 Moti relativi in generale 548 B.5 Alcune proprietà dei moti rigidi B.5.1 Caratterizzazione degli spostamenti finiti (Teoremi di Chasles e Eulero), p. 548 B.5.2 Atti di moto e centro di istantanea rotazione, p Appendice C Equilibrio dei corpi 553 C.1 Forze e momenti 557 C.2 Equazioni di equilibrio 558 C.3 Principio dei lavori virtuali 559 C.4 Casi particolari di equilibrio 561 Appendice D Geometria delle masse e dinamica del corpo rigido 561 D.1 Introduzione 561 D.2 Richiami della dinamica di sistemi di particelle 564 D.3 Equazioni di Eulero D.3.1 Corpo rigido in rotazione pura, p. 564 D.3.2 Corpo rigido in rototraslazione, p. 566 D.3.3 Casi notevoli, p. 569 D.3.4 Effetto giroscopico, p D.4 Energia cinetica del corpo rigido D.4.1 Caso: A fisso ( 0), p. 576 D.4.2 Caso: A G, p. 576 D.4.3 Caso di moto piano, teorema di Huygens (piano x, y di simmetria), p D.5 Equazioni di Lagrange D.5.1 Lavoro ed energia, p. 577 D.5.2 Principio di D Alembert e principio dei lavori virtuali, p. 578 D.5.3 Equazioni di Lagrange, p. 579 D.5.4 Equazioni di Lagrange per sistemi lineari, p Riferimenti bibliografici 585 Indice analitico