Accoppiamento.

(dal latino copulare: congiungere insieme). Unione a coppie. Congiungimento. Copula. • Ferr. - A. degli assi: nelle motrici ferroviarie, collegamento di uno o più assi della motrice con l'asse motore, effettuato mediante bielle e manovelle, allo scopo di aumentare il peso aderente e di conseguenza lo sforzo di trazione. • Elettr. - Trasferimento di energia da un sistema a un altro, o da un elemento a un altro all'interno di uno stesso sistema. ║ A. dei circuiti: due circuiti elettrici si dicono accoppiati quando l'uno (primario o eccitatore) influenza l'altro (secondario o risuonatore). L'a. si dice largo quando detta influenza è debole, stretto quando essa è forte; il caso più frequente di a. è quello in cui due circuiti si influenzano induttivamente, cioè per mutua induttanza. ║ A. di macchine elettriche: si effettua allo scopo di aumentare la potenza elettrica erogata. Gli a. si fanno sempre in parallelo, risultando instabili quelli in serie. Affinché essi possano essere effettuati, occorre, nel caso di dinamo, che queste ultime producano la stessa forza elettromotrice. Nel caso di alternatori, invece, occorre che le tensioni delle singole macchine siano uguali, abbiano la stessa frequenza e siano in fase rispetto al circuito esterno: condizioni, queste, facilmente ottenibili, variando opportunamente la velocità, e controllabili mediante un dispositivo detto sincronizzatore. • Mecc. - A. cinematico: nello studio delle macchine, vincolo stabilito fra due membri rigidi della macchina. Due membri fra loro vincolati da un a. cinematico costituiscono una coppia cinematica. L'a. cinematico si distingue poi dall'a. rigido (quali saldature, bullonature, ecc.) per il fatto che, a differenza di questo, permette un moto relativo, di solito semplice e univocamente determinabile, dei due membri. Per estensione si parla anche di a. cinematico deformabile con riferimento a un a. fra un organo di macchina rigido e uno flessibile (ad esempio l'a. cinghia-puleggia). In contrapposizione all'a. cinematico deformabile si parla anche di a. rigido, intendendo con ciò che entrambi i membri vincolati sono rigidi; questa denominazione è però da evitare per non generare confusioni. Parlare di membri rigidi ha un significato relativo, dato che tutti i materiali sottoposti a sforzo si deformano, almeno elasticamente. Nello studio delle macchine è però invalsa la convenzione di chiamare rigido un membro allorché, ai fini della determinazione del moto relativo delle parti della macchina, le deformazioni del membro stesso hanno peso solo in seconda approssimazione. Ad esempio un ingranaggio è considerato rigido a tutti gli effetti, eccetto per un calcolo particolarmente raffinato o nel calcolo della sua usura; per contro, non è possibile considerare rigida una cinghia, altrimenti non si può descriverne il funzionamento. L'a. cinematico avviene mediante contatto fra due superfici, dette superfici coniugate, una delle quali appartiene a un membro e l'altra all'altro. Dal punto di vista dell'estensione del contatto si può parlare di: a) contatti puntiformi b) contatti lineari c) contatti di superficie o di combaciamento. Nel primo caso, i due membri si toccano su una superficie talmente piccola che può essere schematizzata con un punto. Nel secondo, essi si toccano su di una superficie che può essere schematizzata come monodimensionale, cioè come una linea di punti. Nel terzo caso, invece, il contatto fra le due superfici coniugate avviene su di una superficie dimensionalmente finita, che può avere una forma qualsiasi (cilindro regolare, cilindro a sezione generica, sfera, ecc.). Inoltre, il contatto fra le due superfici coniugate può ancora essere classificato dal punto di vista cinematico in tre tipi: a) contatto di urto b) contatto di strisciamento c) contatto di rotolamento. Per classificare in questo modo il contatto in un istante qualsiasi del moto si deve considerare la velocità del punto di contatto fra le due superfici coniugate (pensiamo per semplicità a un contatto puntiforme) che diremo V_p se P è il punto di contatto. Pensando il punto P appartenente a uno dei due membri (che diremo A) la sua velocità sarà V_PA; se invece lo pensiamo appartenente all'altro membro (che diremo B) la sua velocità sarà V_PB, beninteso rispetto a un unico sistema di riferimento. Calcoliamo ora la velocità relativa V_r del punto P pensato appartenente ad A e a B come: V_r= V_PB − V_PA. Resta inteso che tutte queste velocità sono dei vettori. Se, come abbiamo supposto, il contatto è puntiforme fra le due superfici coniugate, queste hanno in comune un piano tangente e una normale a detto piano nel punto di contatto. Decomponiamo la V in due componenti V_rn e V_rt rispettivamente sulla normale detta e sul piano tangente. Allora si avrà nei tre casi visti: a) V_rn ≠ 0 (contatto di urto) b) V_rn = 0; V_rt ≠ 0 (contatto di strisciamento) c) V_rn = 0; V_rt = 0 (contatto di rotolamento). Una ulteriore classificazione che si deve fare a proposito degli a. cinematici è la seguente: a) a. indipendenti b) a. dipendenti c) a. di forza. È sottinteso che queste classificazioni sono sovrapposte e indipendenti, dato che si basano su caratteristiche diverse. Se ne possono ancora fare delle altre, pure indipendenti. Ad esempio, in base ai gradi di libertà relativi di un membro rispetto all'altro si hanno a.: a) ad un solo grado di libertà b) a due gradi di libertà c) a più gradi di libertà. Non esistono a. a sei o più gradi di libertà, in quanto più di due membri sarebbero liberi di muoversi indipendentemente nello spazio e fra loro non esisterebbe alcun vincolo. Se invece si volesse pensare a un a. a zero gradi di libertà non si avrebbe più un a. cinematico ma un a. rigido. Riprendendo la classificazione in funzione della dipendenza, possiamo fare alcune osservazioni. Gli a. cinematici indipendenti sono tali da assicurare un solo grado di libertà senza intervento di forze esterne, cioè di altri organi della macchina (mobili o fissi). Appartiene a questo tipo l'a. fra un albero e una bronzina perché permette solo la rotazione dell'albero (salvo casi particolari), senza bisogno di altri organi della macchina. Un a. cinematico dipendente è tale che per assicurare un solo grado di libertà si deve avere l'intervento di forze esterne, ossia di altri organi della macchina. Ne è un esempio l'a. ruota dentata-pignone: la trasmissione del moto fra i due ingranaggi avviene solo se essi sono mantenuti a contatto con una certa forza, meglio se gli assi delle due ruote dentate sono mantenuti fissi l'uno rispetto all'altro. Ciò si ottiene collegandoli entrambi a un altro organo rigido della macchina (detto telaio) mediante due a. fra albero della ruota dentata e bronzina (o cuscinetto) solidale col telaio. Un a. cinematico di forza è tale per cui l'a. cinematico si ha solo per intervento di forze esterne, dovute o meno ad altri organi della macchina. Si distingue dal precedente perché l'a. è dovuto esclusivamente all'attrito fra i due membri della coppia cinematica. Ne è esempio una coppia di ruote di frizione oppure l'a. fra le ruote di una motrice ferroviaria e il binario (la forza esterna in questo caso è il peso della motrice). Un'ultima classificazione è la seguente: a) a. elementari o inferiori b) a. complessi o superiori. Si dicono elementari o inferiori quegli a. cinematici che sono contemporaneamente dotati delle seguenti proprietà: a) sono rigidi (cioè senza membri flessibili) b) il contatto è di combaciamento c) il contatto è di strisciamento d) sono indipendenti e) permettono un solo grado di libertà. La condizione c) è superflua, in quanto essa viene automaticamente soddisfatta se lo sono le altre. Gli a. elementari sono solo tre, e più precisamente: 1) a. prismatico 2) a. rotoidale 3) a. elicoidale. Essi sono importantissimi e ripetuti in gran numero in tutte le macchine: per questo motivo meritano di essere visti in dettaglio. ║ A. prismatico: è caratterizzato dal fatto che un membro è libero di muoversi di moto traslatorio rettilineo rispetto all'altro. Ciò si ottiene sagomando le due superfici di combaciamento in modo che uno dei corpi (detto corsoio), o una sua parte, scorra sull'altro (detto asta), o su una sua parte. Un esempio tipico è l'a. esistente fra il regolo calcolatore e il suo corsoio, ma si possono citare moltissimi altri esempi anche presi dalle normali attività quotidiane: l'a. fra il chiavistello e la porta, fra una tapparella e le sue guide, e così via. Sovente, nella costruzione di macchine utensili, si hanno degli a. prismatici di grandissima precisione: basti pensare alla slitta di un tornio o alle tavole di una fresa. ║ A. rotoidale: è caratterizzato dal fatto che un membro può muoversi rispetto all'altro di moto rotatorio, ma non può traslare. La superficie di contatto ha una forma cilindrica. Si tratta del comunissimo a. albero-bronzina o albero-cuscinetto il cui impiego, oggi presente anche nei meccanismi più elementari (come la porta), risale indubbiamente all'invenzione della ruota. Le sofisticazioni di questo a., volte soprattutto a ridurre l'attrito fra le due superfici striscianti (eventualmente trasformandolo in attrito volvente, come nei cuscinetti a sfere o a rulli) sono ben note. Sovente si incontra un a. cinematico che permette a un corpo di ruotare rispetto all'altro e nello stesso tempo di traslare di moto rettilineo: è un a. cinematico superiore (infatti permette due gradi di libertà) che si ottiene per combinazione dei due a. semplici ora visti. ║ A. elicoidale o vite-madrevite: è caratterizzato dal fatto che un membro può muoversi rispetto all'altro di un moto elicoidale, cioè ruotando e traslando nel contempo di moto rettilineo uniforme; si ha però un vincolo fisso, legato al passo dell'elica, fra l'entità della rotazione e quella della traslazione. Si differenzia dalla combinazione dell'a. prismatico e rotoidale sopra citata appunto per l'esistenza della relazione detta. Se chiamiamo L lo spostamento rettilineo di uno dei membri (rispetto all'altro), p il passo della vite e g il numero di giri che il membro ha compiuto rispetto a una configurazione originaria, lo spostamento è dato dalla relazione:

L = ± p · g

che vale anche in segno algebrico, se si assumono opportuni riferimenti. Lo spostamento è sempre parallelo all'asse di rotazione. Un comune esempio di questo a. è quello che si ha fra un bullone e il suo dado. Anche in questo caso si ha un contatto di strisciamento su di una superficie che è un tratto di elicoide. Fra gli a. superiori ve ne sono alcuni di particolare interesse. L'a. sferico si ottiene foggiando una parte di un membro a sfera piena (esclusa una calotta di corda inferiore al diametro) e l'altro a sfera cava (esclusa, anche qui, una calotta di corda inferiore al diametro) che circonda la precedente. Tenendo un corpo fisso, l'altro può muoversi di moto polare rispetto al centro comune delle due sfere e inoltre può ruotare attorno a un asse uscente da tale centro. In tal modo ha tre possibilità di moto, cioè tre gradi di libertà. Ricordiamo che, tenendo conto delle rotazioni, nel complesso un corpo ha, nello spazio, ben sei possibilità di moto, di cui tre di traslazione e tre di rotazione. Anche questo a. è rigido, con un contatto su una superficie e indipendente; non è però semplice, in quanto permette più di un grado di libertà. Altri particolari a. cinematici superiori sono, ad esempio, il giunto cardanico e il giunto elastico. Una classe particolare di a. cinematici rigidi è costituita dalle cosiddette coppie rigide superiori piane: un caso particolare di queste è costituito dalle ruote dentate o ingranaggi. • Zool. - Unione di due animali di sesso opposto, talvolta anche di specie diverse. In genere, l'a. avviene esclusivamente nel corso della stagione riproduttiva dell'animale, quando cioè in esso avviene tutta una serie di modificazioni dettate da determinati ormoni. In contrapposizione all'a. libero vi è quello selettivo, che viene impiegato generalmente negli allevamenti per scopi diversi (come la selezione e il miglioramento della razza, la maggiore produttività, oppure l'eliminazione di difetti).