ELEMENTI COSTRUTTIVI DELLE MACCHINE
DIPLOMA UNIVERSITARIO A DISTANZA IN INGEGNERIA MECCANICA
Professore: Vincenzo ROSIELLO
Tutor:
Giuliano LOPEZ
Capitolo 1. Generalità sulla progettazione meccanica (facoltativo)
1.1
Una panoramica sull’argomento
1.2
Considerazioni di sicurezza
1.3
Considerazioni ecologiche
1.4
Considerazioni sociali
1.5
Considerazioni globali sul progetto
1.6
Sistemi di unità di misura
1.7
Metodologia per risolvere i problemi relativi ai componenti delle macchine
1.8
Lavoro ed energia
1.9
Potenza
1.10
Conservazione dell’energia
Capitolo 2. Stati di tensione interni
2.1
Introduzione
2.2
Carico assiale
2.3
Taglio semplice
2.4
Torsione
2.5
Flessione pura, travi rettilinee
2.6
Flessione pura, travi curve
2.7
Sforzo di taglio nelle travi
2.8
Tensioni indotte, rappresentazione mediante il cerchio di Mohr
2.9
Sollecitazioni composte – Rappresentazione mediante il cerchio di Mohr
2.10
Equazioni delle tensioni correlate al cerchio di Mohr
2.11
Stati di tensioni tridimensionali
2.12
Fattori di concentrazione delle tensioni, Kt
2.13
Importanza della concentrazione delle tensioni
2.14
Tensioni residue causate dallo snervamento – Sollecitazione assiale
2.15
Tensioni residue causate dallo snervamento – Sollecitazione di flessione e di torsione
2.16
Tensioni termiche
2.17
Importanza delle tensioni residue
Capitolo 3. Deformazioni elastiche, rigidezza e stabilità
3.1
Introduzione
3.2
Definizione e misura delle deformazioni – Rappresentazione con i cerchi di Mohr
3.3
Analisi delle deformazioni – Rosette equiangole
3.4
Analisi delle deformazioni – Rosette rettangolari
3.5
Relazioni elastiche fra tensioni e deformazioni e cerchi di Mohr tridimensionali
3.6
Deformazione e rigidezza – Casi semplici
3.7
Travi inflesse
3.8
Determinazione degli spostamenti e delle rotazioni con il metodo di Castigliano
3.9
Determinazione degli relazioni sovrabbondanti con il metodo di Castigliano
3.10
Instabilità elastica nelle travi caricate di punta – Formula di Eulero
3.11
Lunghezza equivalente di una trave caricata di punta per varie condizioni di vincolo
3.12
Equazioni per il progetto di travi caricate di punta – Formula parabolica di J.B Johnson
3.13
Carico eccentrico – Formula della secante
3.14
Tensioni equivalenti nelle travi caricate di punta
3.15
Altri tipi di instabilità a compressione
Capitolo 4. Criteri di resistenza, coefficienti di sicurezza, affidabilità
4.1
Introduzione
4.2
Tipi di cedimento
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
Capitolo 5. Fatica
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
5.12
5.13
5.14
5.15
Meccanica della frattura – Concetti basilari
Meccanica della frattura - Applicazioni
La “teoria” dei criteri di resistenza statici
Criterio della massima tensione normale
Criterio della massima tensione tangenziale
Criterio della massima energia di distorsione (criterio della massima tensione ottaedrica)
Il criterio di Mohr modificato
Selezione ed uso dei criteri di resistenza
Coefficienti di sicurezza – Concetto e definizione
Coefficienti di sicurezza – Scelta dei valori numerici
Affidabilità
Le distribuzioni normali
La previsione dell’affidabilità mediante la teoria dell’interferenza
Introduzione
Concetti di base
Resistenze standard a fatica (S’n) nel caso di flessione rotante
Resistenza a fatica per flessione alternata a carico assiale alternato
Resistenza a fatica per sollecitazioni torsionali alternate
Resistenza a fatica per carichi biassiali alternati
Influenza dello stato superficiale e delle dimensioni sulla resistenza a fatica
Sommario della procedura per la stima di resistenze a fatica per carichi alternati
Effetto della tensione media sulla resistenza a fatica
Effetto delle concentrazioni di tensioni in presenza di carichi di fatica alternati
Effetto delle concentrazioni di tensioni in presenza di carichi medi e alternati
Previsione della resistenza a fatica con carichi variabili in modo casuale
Effetto dei trattamenti superficiali sulla resistenza a fatica di un componente
Trattamenti superficiali di tipo meccanico – pallinatura ed altri
Trattamenti di indurimento superficiale termici e chimici (indurimento per induzione,
cementazione ed altri)
Capitolo 6. Danneggiamento superficiale
6.1
Introduzione
6.2
Corrosione aspetti fondamentali
6.3
Il controllo della corrosione in sede di progetto
6.4
Tipi di usura
6.5
Usura adesiva
6.6
Usura abrasiva
6.7
Fretting (erosione)
6.8
Approccio analitico al fenomeno dell’usura
6.9
Rotture per fatica superficiale
Capitolo 7. Collegamenti filettati e viti di manovra
7.1
Introduzione
7.2
Geometria dei filetti, terminologia ed unificazione
7.3
Viti di manovra
7.4
Sforzi statici sulle filettature
7.5
Tipologia delle viti di collegamento
7.6
Materiali e tecnologia di fabbricazione delle viti
7.7
Forzamento dei bulloni
7.8
Allentamento delle filettature e sistemi antisvitamento
7.9
Sollecitazioni nei bulloni con forze esterne applicate al giunto
7.10
Dimensionamento di viti e bulloni per carichi statici
7.11
Dimensionamento di viti e bulloni per carichi di fatica: nozioni di base
7.12
Dimensionamento dei bulloni a fatica: impiego di risultati sperimantali
7.13
Metodi per aumentare la resistenza a fatica dei giunti filettati
Caitolo 8. Rivetti, saldatura ed incollaggio
8.1
Introduzione
8.2
Rivetti e chiodi
8.3
Procedimenti di saldatura
8.4
Giunti saldati sottoposti a carico assiale e taglio
8.5
Giunti saldati sottoposti ad un carico statico torsionale e flettente
8.6
Considerazioni sulla fatica nei giunti saldati
8.7
8.8
Capitolo 9. Molle
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
9.7
9.8
9.9
9.10
9.11
9.12
Brasature
Adesivi
Introduzione
Molle a barra di torsione
Equazioni per tensioni e abbassamenti delle molle a spire
Analisi delle tensioni e della resistenza di molle ad elica a compressione – Carico statico
Progetto delle estemità di molle ad elica a compressione
Analisi del carico di punta di molle ad elica compressa
Procedura per il progetto di molle ad elica compresse – Carico statico
Progetto di molle ad elica compresse con carichi di fatica
Molle ad elica tese
Molle di flessione (comprese le molle a lamine)
Molle di torsione
Altri tipi di molle
Capitolo 10. Ruote dentate a denti diritti
10.1
Introduzione
10.2
Geometria e terminologia
10.3
Interferenza e grado di ricoprimento
10.4
Analisi delle forze fra le ruote dentate
10.5
Resistenza del dente di una ruota
10.6
Analisi dello stato di tensione dovuto alla flessione del dente (formula di Lewis)
10.7
Analisi più precisa della resistenza a flessione del dente:
concetti fondamentali
10.8
Analisi della resistenza dei denti: metodo consigliato
10.9
Resistenza superficiale dei denti – Concetti fondamentali
10.10 Analisi della fatica superficiale dei denti: procedimento raccomandato
10.11 Procedure per il progetto delle ruote a denti diritti
10.12 Materiali per le ruote
10.13 Rotismi
Capitolo 11. Ruote dentate elicoidali, coniche ed a vite
11.1
Introduzione
11.2
Terminologia e geometria delle ruote elicoidali
11.3
Analisi delle forze nelle ruote a denti elicoidali
11.4
Flessione dei denti di ruote elicoidali e resistenza all’usura
11.5
Ruote elicoidali ad assi sghembi
11.6
Terminologia e geometria delle ruote coniche
11.7
Analisi delle forze nelle ruote coniche
11.8
Flessione dei denti di ruote coniche e resistenza alla fatica superficiale
11.9
Rotismi epicicloidali con ruote coniche: differenziale
11.10 Ingranaggio vite senza fine-ruota elicoidale: geometria e definizioni
11.11 Analisi delle forze e rendimento di un ingranaggio a vite
11.12 Flessione nelle ruote a vite e resistenza alla fatica superficiale
11.13 Capacità termica dei rotismi a vite
Capitolo 12 Assi e alberi
12.1
Introduzione
12.2
Disposizioni per i cuscinetti degli alberi
12.3
Montaggio di componenti sugli alberi rotanti
12.4
Dinamica degli alberi rotanti
12.5
Progettazione generale di un albero
12.6
Linguette, spine e profili scanalati
12.7
Giunti rigidi, elastici e cardanici
Testo:
R.C. Juvinall, K.M. Marshek, Fondamenti della progettazione dei componenti delle macchine, Edizioni ETS,
Pisa 1993.