Progettazione di Meccanismi

Micro- and Nano- Technology exhibits a great impact on many applications, such as, for example, biology, micro- and nano- medicine, nano-toxicology, electronics, aerospace and material science. At the micro scale, Micro-Electro-Mechanical-Systems (MEMS) are made up of components between 1 m to 200 m in size, while the full device ranges in size from 20 m to 2 mm. Each device embeds a central unit that processes data (the microprocessor) and one or more mechanical components that interact with the surroundings such as, for example, microsensors, microactuators or, more recently, micro-robots. At these size scales, the standard paradigm of classical mechanical design is not always useful. For example, in MEMS, surface effects, such as electrostatics and wetting, dominate over volume effects, such as inertia or thermal mass, because surface-to-volume ratio is very large. Furthermore, due to technological limitations, most of the actual MEMS-Technology based devices have just one or two Degrees of Freedom (DoF) and, rarely, they embed revolute joints. This Seminar reveals a new strategy to synthetize multi-DoF multi-hinge MEMS for an assigned specific task.

Micro- and Nano- Technology exhibits a great impact on many applications, such as, for example, biology, micro- and nano- medicine, nano-toxicology, electronics, aerospace and material science. At the micro scale, Micro-Electro-Mechanical-Systems (MEMS) are made up of components between 1 m to 200 m in size, while the full device ranges in size from 20 m to 2 mm. Each device embeds a central unit that processes data (the microprocessor) and one or more mechanical components that interact with the surroundings such as, for example, microsensors, microactuators or, more recently, micro-robots. At these size scales, the standard paradigm of classical mechanical design is not always useful. For example, in MEMS, surface effects, such as electrostatics and wetting, dominate over volume effects, such as inertia or thermal mass, because surface-to-volume ratio is very large. Furthermore, due to technological limitations, most of the actual MEMS-Technology based devices have just one or two Degrees of Freedom (DoF) and, rarely, they embed revolute joints. This Seminar reveals a new strategy to synthetize multi-DoF multi-hinge MEMS for an assigned specific task.

Azionamenti pneumatici: Cilindri a semplice e doppio effetto; Valvole di potenza; Caratteristica statica (curve di portata); Caratteristiche dinamiche (tempi di risposta).

Ruote dentate: Dentature corrette; Aumento angolo di pressione. Esempio applicativo

Giunti articolati: Giunto di Oldham; Giunto di Schmidt.

Ruote dentate: Velocità di strisciamento; Strisciamenti assoluti e specifici (usura).

Ruote dentate: Interferenza e numero minimo di denti; Dentature ribassate

Ruote dentate: Interferenza e continuità del moto; Punti corrispondenti e strisciamenti

Giunti articolati: Teorema di Myard; Giunto di Cardano

Urto centrato: Modello di calcolo, verifica dei risultati e correlazione su lesività occupanti

Inviluppo e circonferenza dei Regressi (Moto di Cardano e astroide); Ruote dentate con profilo ad evolvente.

Meccanismi Inversori: Inversore di Peaucellier-Lipkin

Teoria dell’inviluppo: Curva balistica di sicurezza; Eccentrico-punteria a piattello; Sede linguetta-albero.

Inversore di Hart; Pantografi; Esempi applicativi.

Formula di Eulero-Savary per i profili coniugati; Meccanismi equivalenti; Circonferenza dei Regressi; Teoremi di Aronhold; Esempi applicativi.

Meccanismi con coppie superiori: Profili coniugati; Leve oscillanti (analisi cinematica); Metodo dell’inviluppo; Metodo dell’epiciclo (auxiliary centrode); Teorema di Camus; Applicazioni alle ruote dentate.

Meccanismi generatori di moto rigido: Due e tre posizioni assegnate (metodi grafici); Metodo di Suh & Radcliffe. Applicazioni al quadrilatero articolato.

Seminario Prof. Ettore Pennestrì. “On the Applications of the min-max Chebyshev's Criterion in Mechanical Engineering”

Meccanismi generatori di moto rigido: Metodo di Suh & Radcliffe (matrici di spostamento).

Meccanismi generatori di funzione con rapporto di trasmissione quasi-costante.

Meccanismi generatori di funzione: Equazioni di Freudenstein; Estensione al caso del manovellismo.

Cubica dei punti centro: caso degenere (φ-curve); Punto di Ball.

Cubica dei punti centro: caso degenere (φ-curve); Punto di Ball.

Cubica di curvatura stazionaria: applicazioni al quadrilatero articolato (metodo analitico); Cubica dei punti centro.

Cubica di curvatura stazionaria: costruzione grafica e applicazione al quadrilatero articolato

Cubica di curvatura stazionaria (strofoide circolare): forma polare e algebrica. Caso degenere (φ-curve).

Curva algebrica di biella del quadrilatero articolato (sestica tricircolare).

Teorema di Roberts-Chebyshev: Meccanismo di Chebyshev-Hoeken; Quadrileri di Roberts.

Meccanismi generatori di moto traslatorio mediante doppio parallelogramma articolato e/o quadrilateri affini.

Analisi delle velocità del decalatero di Roberts-Chebyshev; Meccanismi generatori di moti traslatori (parallel motion); Esempi applicativi.

Teorema di Roberts-Chebyshev; Diagramma di Cayley; Applicazione al manovellismo; Quadrilateri affini del parallelogramma di Watt.

Meccanismi generatori di traiettoria rettilinea approssimata: Chebyshev (piattaforma traslante), Watt (analisi cinematica-configurazione asintotica e applicazioni alle sospensioni).

Meccanismi generatori di traiettoria rettilinea approssimata: Evans, Gru a quadrilatero

Meccanismi generatori di traiettoria rettilinea esatta: Meccanismi di Cardano, Scott-Russell e con rotismi epicicloidali.

Traiettorie polari nel moto relativo; Teorema di Freudenstein; Analisi cinematica del manovellismo ordinario centrato in quadratura e applicazioni del Teorema di Bobillier.

Analisi cinematica della Guida di Fairbairn (glifo oscillante).

Sintesi di numero: Criterio di Grübler; Quadrilateri, esalateri e ottalateri.

Applicazioni: Meccanismi derivati dalle catene cinematiche 2R2P, RPRP, 3PR; Giunto di Oldham e Meccanismo Scotch-Yoke; Guida di Rapson e sterzo di Davis; Cuneo-cardine.

Applicazioni: Meccanismi derivati dalle catene cinematiche 4R e 3RP; Meccanismi a rapido ritorno (Whitworth e Fairbairn).

Analisi della mobilità: Regola di Grashof; Quadrilateri e manovellismi. Esempi applicativi.

Analisi della curvatura: Formula di Eulero-Savary (dimostrazione); Costruzione di Hartmann; Teorema di Bobillier. Esempi applicativi.

Analisi delle velocità: Teorema di Aronhold-Kennedy. Esempi applicativi.

Meccanismi: Coppie e catene cinematiche; Gradi di libertà e teorema di Grübler. Esempi applicativi.

Cinematica del corpo rigido: Circonferenza di stazionarietà; Analisi delle accelerazioni con il metodo dei cerchi di Bresse. Esempi applicativi.

Cinematica del corpo rigido: Centro delle accelerazioni e campo vettoriale delle accelerazioni. Coordinate omogenee e matrici di trasformazione.

Cinematica del corpo rigido: Proprietà di puro rotolamento e generazione meccanica delle traiettorie polari; Raggio di curvatura e cerchio osculatore; Rappresentazione intrinseca del moto.

Analisi della curvatura: Formula di Eulero-Savary e circonferenza dei flessi. Formula compatta ed esempi applicativi.

Cinematica del corpo rigido e moti relativi: Teoremi di Galilei-Varignon, Rivals, Coriolis; Formule di Poisson e di Bour; Centro di istantanea rotazione e campo vettoriale delle velocità; Traiettorie polari (moto di Cardano).