Obiettivi Formativi

Il corso si propone di:  OF 1 (Conoscenza e comprensione): fornire le conoscenze teoriche che stanno alla base delle applicazioni ingegneristiche relative agli aspetti specifici della progettazione di elementi di macchine;  OF 2 (Capacità di applicare conoscenza e comprensione): sviluppare la capacità di applicare le conoscenze ingegneristiche acquisite attraverso lo svolgimento di attività di progettazione di un riduttore di velocità; è prevista la consegna di una relazione tecnica con i calcoli effettuati ed allegato il disegno tecnico di tutti i componenti progettati; sviluppare competenze in modo da identificare, formulare e risolvere problemi utilizzando metodi, tecniche e strumenti aggiornati, applicando le conoscenze ingegneristiche acquisite attraverso lo svolgimento di attività di progettazione/sviluppo pratico di concetti teorici (valutare alcuni aspetti riguardante la fatica dei materiali con tecniche sperimentali innovative e/o con concetti di fatica classica),  OF 3 (Autonomia di giudizio): far sviluppare la capacità di elaborazione autonoma dei concetti e di presentazione dei risultati;  OF 4 (Abilità comunicative): fornire e stimolare l’uso di linguaggio e termini appropriati tali da permettere una sicura comunicazione con interlocutori specialisti e non specialisti;  OF 5 (Capacità di apprendimento): acquisire un metodo di studio adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate e/o settoriali (nella relazione tecnica del progetto d’anno viene anche richiesta un’analisi dei costi di produzione di 1000 pezzi in relazione ai materiali scelti, lavorazioni meccaniche, costi di assemblaggio, etc.).

Learning Goals

The goal of the course is:  OF 1 (Knowledge and understanding): provide the theoretical knowledge related to specific aspects of the design of machine elements.  OF 2 (Ability to apply knowledge and understanding): develop the skills to apply the engineering knowledge through the development of a design of a shaft speed reducer; providing a technical report with the calculations and in annex the technical design of all the designed; develop skills to identify, formulate and solve problems using methods, techniques and tools by applying the engineering knowledge (which are some concerns about fatigue of materials with innovative experimental techniques and with concepts of classical fatigue);  OF 3 (Autonomy of judgment): to develop the skill of presentation of the results and of autonomous data processing;  OF 4 (Communication skills): provide and encourage the use of appropriate language as to allow a secure communication;  OF 5 (Learning skills): acquire an adequate method of study to enable the improvement of the knowledge and to address more advanced and sector topics (in the technical report of the project is also required a cost analysis for the production of 1000 pieces related to the materials, machining, assembly costs, etc.).

Metodi didattici

Lezione orale frontale. Esercitazioni relative a problemi connessi con gli argomenti sviluppati durante il corso.

Teaching Methods

Lectures in the classroom. Exercises in the classroom about the theoretical arguments.

Prerequisiti

Conoscenze di base della teoria dell'elasticità e abilità nella soluzione analitica di strutture semplici soggette a differenti sollecitazioni.

Prerequisites

Basic knowledge of the theory of elasticity and skills in analytical solution of simple structures subjected to different load types.

Verifiche dell'apprendimento

Durante il corso è previsto lo svolgimento di un progetto, sottoposto a revisioni periodiche da parte del docente, al fine di verificare le conoscenze acquisite in itinere. Il progetto non ha alcuna scadenza temporale ed ha un peso del 30% sulla valutazione complessiva. La verifica finale verrà effettuata tramite un esame orale sugli argomenti trattati nel corso e sulla verifica e valutazione del progetto svolto, con lo scopo di valutare che l’allievo applichi un corretto approccio metodologico ed un corretto iter di progettazione di un componente meccanico e che abbia acquisito la capacità di descrivere il proprio progetto con l’utilizzo di un linguaggio ed una terminologia tecnica appropriati. L’esame per gli allievi non frequentanti che, pertanto, non eseguono il progetto svolto durante il corso, prevede una prova scritta valutata in trentesimi. Se la prova scritta viene superata, l’allievo viene ammesso alla prova orale. La suddetta prova scritta ha un peso del 50% sulla valutazione complessiva.

Assessment

During the course a project is scheduled, subjected to periodic reviews by the teacher, in order to verify the knowledge acquired during the course. The project has no deadline and has a weight of 30% on the overall evaluation. The final verification will be carried out through an oral examination on the topics covered in the course and on the verification and evaluation of the project carried out. The final verification aim is to assess the acquisition by the student of a correct methodological approach and a correct design process for a mechanical component as well as the acquisition of the ability to describe the project with appropriate language and technical terminology. The exam for non-attending students, which do not carry out the project developed during the course, requires a written test which is evaluated in thirty.. If the written test is passed, the student is admitted to the oral test. The aforementioned written test has a weight of 50% on the overall evaluation.

Programma del Corso

-LA RESISTENZA DEI MATERIALI: Progettazione a fatica e a scorrimento. Le varie ipotesi di rottura e il loro impiego per i vari casi di sollecitazione e per i vari materiali. -PROGETTAZIONE MECCANICA DEI SEGUENTI COMPONENTI MECCANICI: Collegamenti forzati a caldo e a fredd. Chiavette, linguette e viti. Cinghie di trasmissione. Molle di trazione/compressione, di torsione, di flessione, ad elica. Giunti di Cardano semplice e doppio. Cuscinetti a rotolamento: cuscinetti radiali, cuscinetti misti; progettazione con la formula della durata. Assi e alberi. Accoppiamenti scanalati per la trasmissione del moto da un albero ad un mozzo. Ingranaggi cilindrici e conici a denti diritti; calcolo di resistenza degli ingranaggi. Tubi in pressione e in depressione. Flange fisse e mobili. Saldature: tipologie costruttive e relative verifiche. -PROGETTO DI UN RIDUTTORE DI VELOCITÀ CON GIUNTO DI CARDANO E CINGHIA DI TRASMISSIONE: Funzionamento del riduttore; dimensionamento e verifica degli ingranaggi: calcolo del numero minimo dei denti tramite la formula dell’interferenza, la verifica a flessione, a velocità periferica e ad usura; dimensionamento degli alberi: calcolo delle reazioni vincolari, diagramma dei momenti flettenti, calcolo del diametro degli alberi tramite la verifica a flesso-torsione; dimensionamento dei cuscinetti applicando la teoria della durata; scelta del giunto di cardano e del sistema di accoppiamento; dimensionamento degli elementi di collegamento (viti, bulloni, chiavette, linguette, etc.); scelta e dimensionamento della cinghia.

Course Syllabus

-MECHANICAL STRENGHT OF MATERIALS: Fatigue design; damping of materials and mechanical components. Failure theories. -MECHANICAL DESIGN OF THE FOLLOWING COMPONENTS: Couplings. Design of screws, fasteners and connections. Tension / compression, torsion, bending and helical springs. Transmission belt design. Universal joints. Rolling contact bearings: radial and mixed bearings; bearing selection by ISO life formula. Shaft and axles: static and fatigue design. Grooved couplings for power transmission: cylindrical and bevel gears with straight teeth; gears design. Pressurized and vacuum pipes. Fixed and mobile flanges. Welded joints: welding typologies and structural design. -DESIGN OF A SPEED REDUCER WITH UNIVERSAL JOINT AND TRANSMISSION BELT: gearbox operation; gears design: calculation of the minimum number of teeth through the interference formula, verification to bending, peripheral speed and wear; shaft design: calculation of loads, diagram of the bending moments, calculation of the diameter of the shaft for reverse bending and torsion; bearing design by applying ISO theory; choice of universal joint and coupling systems; design of screws, feather keys and joints; belt design.