Meccanismo biella-manovella: tesina

MECCANISMO BIELLA-MANOVELLA: TESINA

Istituto Tecnico Industriale Statale.

Indirizzo meccanica
Il Meccanismo Biella-Manovella
Tesina di meccanica. Generalità. Il dispositivo biella-manovella, detto anche manovellismo di spinta rotativa, può definirsi come un sistema articolato, mediante il quale è possibile trasformare il moto rotatorio continuo in un moto rettilineo alternato e viceversa. Esso trova larghissima applicazione nelle costruzioni delle macchine: sia nei motori alternativi a combustione interna od a vapore, sia nelle macchine operatrici a fluido come pompe e compressori alternativi; la soluzione con testa a croce si adotta poi nelle macchine a doppio effetto o nei motori a combustione interna di grande potenza a semplice effetto.

Tesina sulla biella meccanica

FUNZIONAMENTO BIELLA MANOVELLA

Facendo riferimento allo schema del meccanismo riportato nella figura sottostante vengono definiti i vari elementi del dispositivo:
-    punto P: rappresenta l’occhio o piede di biella che collega con l’elemento che trasla (testa a croce, pistone o stantuffo); è dotato di moto rettilineo alternato tra due tra due posizioni estreme Pms (punto morto superiore) e Pmi (punto morto inferiore);
-    punto B: è il punto di connessione tra la testa di biella e il bottone di manovella; è dotato di moto rotatorio;
-    biella: elemento, di lunghezza l (lunghezza di biella), che collega rigidamente i punti P e B; è dotato di moto complesso risultante dalla traslazione dell’estremità P (occhio o piede di biella) e dalla contemporanea rotazione dell’estremità B (testa di biella);
-    manovella: elemento, di lunghezza r (raggio di manovella), che unisce rigidamente i punti B e O; è dotato di moto rotatorio intorno al punto O; il rapporto tra la lunghezza di biella e il raggio di manovella l/r si assume normalmente da 3 a 5;
-    corsa c: è la massima distanza percorsa dal piede di biella tra i due punti morti superiore e inferiore e corrisponde al doppio del raggio di manovella.>

Meccanismo biella-manovella: tesina di meccanica

BIELLA MANOVELLA, FORMULE

STUDIO CINEMATICO
Evidentemente, supposta costante la velocità angolare della manovella, lo studio del moto nel punto B può ricondursi a quello di un punto che si muove di moto circolare uniforme, per cui l’angolo percorso vale:
e la velocità è:Lo spazio sp percorso dal punto P, mentre a manovella ruota dell’angolo α, vale:
e poiché:ponendo l/r = μ, diventa:
Derivando lo spazio in funzione del tempo si ottiene la velocità:
e, trascurando il termine sin2α rispetto a μ2, si ottiene:
Derivando la velocità rispetto al tempo, si ottiene l’accelerazione nel punto P:...

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