Nei sistemi lineari, gioco e isteresi sono spesso considerati lo stesso fenomeno. Tuttavia, sebbene entrambi contribuiscano alla perdita di moto, le loro cause e i loro metodi di funzionamento sono diversi.
Backlash: il nemico dei sistemi lineari

Il gioco è causato dal gioco tra le parti accoppiate, che crea una zona morta quando si inverte la direzione di marcia. Nella zona morta, non si verifica alcun movimento finché il gioco tra le parti accoppiate non viene eliminato.

I componenti che tipicamente presentano gioco includono viti a sfere, viti madri, sistemi a cinghie e pulegge e ingranaggi. Nei sistemi a ricircolo di sfere, l'applicazione del precarico può ridurre o eliminare il gioco eliminando il gioco tra le sfere (o i rulli) e le piste di rotolamento. Alcuni sistemi senza ricircolo utilizzano metodi alternativi, come molle o chiocciole appositamente progettate, per ridurre o eliminare il gioco.

Oppure no?

Sebbene il gioco sia generalmente considerato una caratteristica negativa dei sistemi meccanici, non è sempre dannoso. In primo luogo, produrre componenti completamente privi di gioco è costoso e, nella maggior parte dei casi, poco pratico. Inoltre, i metodi di riduzione del gioco aumentano inevitabilmente l'attrito e l'usura. Se un certo gioco è tollerabile nell'applicazione, i componenti disponibili saranno meno costosi, più facilmente reperibili e, in molti casi, avranno una durata maggiore. Negli ingranaggi e nei riduttori, un certo gioco è necessario per consentire agli ingranaggi di ingranare senza sovraccaricare i denti e aumentare l'attrito.
Che cosa è l'isteresi?

L'isteresi è spesso associata ai sistemi magnetici e si manifesta nei motori elettrici come perdita per isteresi. In parole povere, l'isteresi è la relazione tra la reazione di un materiale a un carico iniziale (o forza magnetizzante) e il recupero del materiale una volta rimosso il carico (o forza magnetizzante). Ad esempio, quando il ferro è magnetizzato da un campo esterno, la magnetizzazione del ferro è in ritardo rispetto alla forza magnetizzante. Quando la forza magnetizzante viene rimossa, il ferro mantiene una certa quantità di magnetismo. In altre parole, il ferro non torna completamente al suo stato non magnetizzato a meno che non venga applicata una forza magnetizzante opposta.

Nei sistemi meccanici, l'isteresi è correlata all'elasticità di un materiale. Ad esempio, quando le sfere d'acciaio in una chiocciola si spostano dalla zona non portante a quella portante, le forze a cui sono sottoposte aumentano, causandone una leggera deformazione. Tuttavia, a causa delle proprietà elastiche dell'acciaio, le sfere non tornano completamente alla loro forma originale quando tornano nella zona non portante della chiocciola. Questa deformazione persistente e microscopica è dovuta all'isteresi.

L'isteresi influenza anche il comportamento degli alberi motore nei sistemi meccanici. Quando una coppia (una forza torsionale) viene applicata a un albero, produce una sollecitazione interna e ne causa la deformazione. Questa deformazione è definita deformazione (o, deformazione torsionale, nel caso di carichi torsionali). Nei materiali perfettamente elastici, la relazione tra sollecitazione e deformazione è lineare. Tuttavia, pochi materiali sono perfettamente elastici e la loro inelasticità conferisce loro una curva sforzo-deformazione non lineare. Questo comportamento non lineare, all'aumentare e al diminuire delle forze, è definito isteresi.
Quando l'isteresi è importante nei sistemi lineari?

In tutti gli stadi meccanici, fatta eccezione per quelli ad altissima precisione, l'isteresi ha un effetto trascurabile sulla precisione e la ripetibilità del posizionamento e, nella maggior parte dei casi, gli effetti del gioco superano di gran lunga quelli dell'isteresi. Tuttavia, gli attuatori piezoelettrici, che sfruttano la deformazione del materiale per produrre il movimento, possono subire un'isteresi pari al 10-15% del movimento comandato. L'utilizzo di attuatori piezoelettrici in un sistema a circuito chiuso può ridurre o eliminare gli effetti dell'isteresi.