Accoppiamento cinematico
Vincolo che stabilisce la possibilità di moto relativo tra due organi meccanici (membri) costituenti una coppia cinematica, cioè un insieme di due membri mantenuti in contatto mutuo e vincolati in modo che il loro moto relativo sia univocamente determinato.
I membri della coppia possono essere ambedue rigidi, ad esempio due ruote dentate, e costituire un accoppiamento rigido; in caso contrario, ad esempio nella coppia cinghia di trasmissione - puleggia, si ha un accoppiamento deformabile.
Una seconda classificazione degli accoppiamenti riguarda la natura del contatto; da questo punto di vista, l'accoppiamento può essere a contatto puntiforme, lineare, superficiale o di combaciamento a seconda che i membri durante il moto abbiano (almeno teoricamente) in comune un punto, una linea, oppure una porzione della loro superficie esterna.
L'accoppiamento cinematico tra i due membri può essere assicurato dalla conformazione dei membri stessi e si dice allora indipendente. In altri casi sono necessarie forze esterne per assicurare il mantenimento del contatto durante il moto; in questo caso l'accoppiamento è detto di forza; in altri casi ancora il contatto è mantenuto da organi meccanici (ad esempio telai) che non fanno parte della coppia e l'accoppiamento si dice dipendente.
Si dicono elementari o inferiori gli accoppiamenti che sono rigidi, combacianti e indipendenti e che inoltre consentono un solo grado di libertà al moto relativo dei due membri.
Soltanto tre tipi di accoppiamento soddisfano contemporaneamente a tutte le condizioni citate; essi sono:
1) l'accoppiamento prismatico, nel quale la superficie di combaciamento è prismatica o cilindrica (non circolare) e il moto relativo è traslatorio rettilineo.
Esempi di accoppiamenti prismatici sono quelli esistenti tra la parte fissa e quelle scorrevoli di un regolo calcolatore o tra l'incastellatura di una morsa e la ganascia scorrevole;
2) l'accoppiamento rotoidale, in cui la superficie di combaciamento è una superficie di rotazione (non sferica) e il
moto relativo è rotatorio ad asse fisso.
Esempi di accoppiamenti rotoidali sono quelli esistenti tra perni o alberi e i loro cuscinetti;
3) l'accoppiamento elicoidale, in cui la superficie di combaciamento è una porzione di elicoide e il moto relativo è
elicoidale, risulta cioè dalla sovrapposizione di un moto rotatorio ad asse fisso e di una traslazione in direzione parallela a detto asse e proporzionale alla rotazione.
Esempi di accoppiamenti elicoidali sono quelli esistenti tra le viti e le madreviti o i dadi.
Si definiscono superiori tutti gli accoppiamenti che non rientrano nelle categorie elencate; tale è ad esempio l'accoppiamento sferico esistente tra una sfera e una cavità sferica che l'abbraccia.
La coppia cinematica corrispondente è rigida, indipendente e combaciante, ma è caratterizzata da tre gradi di libertà del moto relativo; accoppiamenti di questo tipo sono impiegati, ad esempio, nelle testine panoramiche delle macchine fotografiche.
Sono pure superiori tutti gli accoppiamenti dipendenti e di forza.
Un esempio di accoppiamento dipendente è quello esistente tra due ruote dentate: è infatti necessario per mantenere il contatto un terzo elemento rigido (il telaio) provvisto a sua volta di due accoppiamenti rotoidali per gli assi delle ruote.
Costituisce invece un accoppiamento di forza quello esistente tra le ruote di un veicolo e il terreno: in questo caso
il peso del veicolo fornisce la forza indispensabile per mantenere il contatto tra i due membri della coppia.
