ELEMENTI COSTRUTTIVI DELLE MACCHINE
(Corsi di laurea in Ingegneria Chimica e Nucleare)
Prof. Gabriele Virzì Mariotti

Il corso si articola in due parti, nella prima delle quali si forniscono richiami sulla teoria dell'elasticità e sui criteri di resistenza. E' dato un cenno al comportamento dei materiali sotto condizioni particolari con particolare riferimento ai problemi delle alte temperature e alla meccanica della frattura; sono inoltre trattati i metodi per la verifica della resistenza a fatica degli organi delle macchine. Nella seconda parte si tratta lo studio dei collegamenti e di alcuni fra gli elementi di macchine più significativi. Lo studio della materia, per il quale si ritiene utile la conoscenza del Disegno di Macchine, della Scienza delle Costruzioni, della Trasmissione del Calore e della Meccanica Applicata alle Macchine, è essenzialmente diretto al funzionamento, al dimensionamento e alla resistenza dei vari organi meccanici; tutti gli argomenti trovano un naturale sviluppo nel corso di esercitazioni nel quale sono trattati casi semplici di progetto o verifica.

Modalità di esame:
L'esame prevede la sola prova orale

PROGRAMMA DEL CORSO

- Richiami di meccanica del continuo: Casi fondamentali di sollecitazione, Elasticità dei materiali. Cilindri in pressione: equazioni di equilibrio e di congruenza delle deformazioni; forzamento con interferenza; autocerchiatura e cerchiatura; dimensionamento dei fondi; casi di sollecitazione termica. Dischi rotanti: equazioni di equilibrio e di congruenza delle deformazioni; casi di sollecitazione termica. Cenni sulle tensioni di contatto: teoria di Hertz. Analisi delle Inflessioni: molle, curva caratteristica, costante elastica.

- Verifiche di resistenza sotto sollecitazioni statiche: Tipi di rottura; Prove sui materiali; Comportamento dei materiali duttili e fragili, Sollecitazioni ad alta temperatura; Creep; Concentrazione di tensione per i casi di sollecitazione semplice e composta, cenni sui metodi sperimentali per il calcolo delle tensioni, cenni sulla meccanica della frattura. Teorie di resistenza: materiali duttili: Rankine, Mohr, Von Mises; materiali fragili: Rankine, Coulomb-Mohr.

- Resistenza a fatica: Aspetto della frattura per fatica; Macchine di prova; Diagramma di Wholer; Curve di fatica per i vari tipi di sollecitazione; Fattori che influenzano la resistenza a fatica; Fatica pulsatoria e fatica alternata non simmetrica; Diagramma di Goodman-Smith; Diagrammi di Goodman per la torsione e per la resistenza a termine; cenni sulla fatica oligociclica e sui cicli di isteresi; fatica termica.

- Elementi di macchine: Perni e collegamenti albero-mozzo: linguette, chiavette, spine, perni, alberi scanalati.; nomenclatura e dimensionamento. Collegamenti filettati: nomenclatura e normativa, forza di serraggio; rendimento delle viti; precarico; mezzi per migliorare la resistanza a fatica. Chiodature: normativa, tipi di giunzione e loro dimensionamento, verifica a taglio. Saldature: tipi di saldatura e tipi di giunzioni, resistenza a fatica; dimensionamento dei cordoni. Molle: molle a balestra, molle ad elica di torsione e di flessione; molle a barra di torsione, molle a tazza; sollecitazione di fatica, frequenza critica. Alberi: determinazione del diametro come da normativa, metodo di Sodeberg, metodo di Goodman; cenni sulle velocità critiche flessionali e torsionali; calcolo a deformazione e determinazione di frecce e rotazioni Cuscinetti a rotolamento: coefficiente di attrito; carico radiale equivalente, determinazione della vita; scelta di catalogo per i cuscinetti a sfere e per i cuscinetti a rulli cilindrici o conici. Ruote dentate: dimensionamento; formula di Lewis e sue modifiche; carichi di fatica; codice di calcolo AGMA. Giunti: generalità e classificazione; giunti rigidi e mobili; giunti articolati; giunto di Cardano; tensioni da non omocinetismo; altri tipi di giunti. Collegamenti per attrito: calcolo delle pressioni e della coppia trasmessa. Innesti a frizione: calcolo in condizioni di usura uniforme e di pressione uniforme.

 TESTI CONSIGLIATI

G. Virzì Mariotti: "Appunti alle lezioni di Tecnica delle Costruzioni Meccaniche", Palermo 1988

I. Rizza "Appunti alle lezioni del corso di Elementi Costruttivi delle Macchine", Palermo 1992

J. E. Shigley, C. R. Mischke - Mechanical Engineering Design- V ediz. Mc Graw Hill, London, 1989