Catena Cinematica Di Watt

Esercitazione 10 Sia dato di progettare il meccanismo a ritorno rapido con catena cinematica di Watt, in cui la corsa sia di h = 500 mm ed il tempo di andata sia proporzionale ad un angolo ϕ = 210°.

PROCEDURA DI SINTESI Il meccanismo a ritorno rapido basato sulla catena cinematica di Watt viene sintetizzato come segue: 1. si posizionano i punti morti

F 1 e F 2 separati

2. si fissa la dimensione della biella individuando i punti

 e EF  e

da una distanza pari alla corsa h;

la si disegna con la stessa orientazione nei due punti morti

E 1 e E 2;

3. si traccia l’asse del segmento E 1E 2 e su di esso si individua il punto

D,

traccia del perno del glifo

oscillante, rispetto al quale detto segmento sottende un angolo pari a ψ=ϕ-π; 4. il punto  A0, traccia del perno di manovella, si trova sull’asse del segmento scelta arbitrariamente; 5. la lunghezza della manovella risulterà essere:

La figura riporta la sintesi appena descritta realizzata al CAD:

Figura 10.1  – Costruzione geometrica della catena cinematica di Watt

E 1E 2 su

una posizione

SIMULAZIONE Sulla base delle lunghezze dei segmenti ottenuti (parametri di progetto) sono stati disegnati gli elementi glifo, biella, manovella ed è stata effettuata la simulazione cinematica utilizzando una velocità di rotazione della manovella di 60°/s. Lo schema del cinematismo ottenuto è riportato in figura:

Figura 10.2  – Schema della catena cinematica di Watt in ambiente Working Model®

Dai grafici della Figura 10.3 si evince che la slitta compie una corsa effettivamente pari a 500 mm e che la sua velocità sia differente nelle fasi di salita e di ritorno, infatti il tempo di salita risulta essere di 3,5 s e quello di ritorno di 2,5 s (in accordo alla proporzione esistente tra i rispettivi angoli e l’angolo giro). Come ulteriore verifica della correttezza della costruzione, l’escursione angolare del bilanciere (glifo

oscillante) è di 30°.

Figura 10.3  – Grafici delle grandezze cinematiche di interesse ottenuti dalla simulazione

In tabella sono riportati i valori numerici delle grandezze di interesse nei punti morti della corsa della slitta: Punto morto slitta

t [s]

Posizione slitta [mm]

Rotaz. manovella [°]

Rotaz. bilanciere [°]

1

0,000

0,000

0,000

0,000

2

2,500

500,000

-210,000

-30,000

1

6,000

0,000

-360,000

-4,30E-02

Tabella 10.1  – Risultati della simulazione

Si può concludere che il cinem atismo sintetizzato è in grado di soddisfare la specifica.