Els mecanismesTecnologia 3r ESO

Jordi Pipó Vicent

Introducció Mecanisme: conjunt de peces que guien i transmeten el

moviment. Cadascun té una funció concreta.

Introducció Arbre: barra cilíndrica que gira i transmet el moviment de

rotació. Eix: suport fix sobre el que gira un element.

Transmissió de moviments Relació de transmissió: indica les voltes que donarà

l’eix de sortida per cada volta que doni l’eix d’entrada. Velocitat: revolucions o voltes per minut (rpm). Sentit horari: quan és el mateix que el de les agulles

d’un rellotge. El sentit antihorari és el contrari.

Rt: relació de transmissió n2: velocitat conduïda o de sortida n1: velocitat motriu o d’entrada

Rt = n2 / n1

Transmissió per politges Els eixos de gir de dues politges s’enllacen en paral·lel

utilitzant una corretja (normalment de cautxú i trapezials).

Exemples: rentadora, corretja de distribució del cotxe, canvi de velocitats d’un trepant de columna, embarrats de les fàbriques (s.XIX, XX).

Avantatges: senzillesa, transmissions a distàncies grans. Inconvenients: lliscament de la corretja, pèrdua de

potència.

Transmissió per politges

Rt: relació de transmissió D2: diàmetre de la roda conduïda o de sortida D1: diàmetre de la roda motriu o d’entrada

Rt equivalent: D1=D2 Rt de reducció: D2>D1 Rt de multiplicació: D2<D1

Rt = D1 / D2

Transmissió per politges Sentit de gir:

› Directe: Corretja sense creuar› Invertit: Corretja creuada

Transmissió per politges Tren de politges: quan hi ha unes politges que estan

juntes des de la conductora inicial, s’ha d’establir una relació entre les conduïdes i les motrius.

RT= p motrius/p conduïdes= p senars/ p parells= (d1·d3) / (d2·d4)

RT = Rt12 · Rt34 = (n2/n1) ·(n4/n3) = (d1/d2) · (d3/d4)

Transmissió per politges Con de politges: consisteix en un grup de politges,

unides entre elles i ordenades segons la mida del diàmetre i muntades sobre un eix i enfrontades a un altre grup de politges de característiques idèntiques, però col·locades en posició invertida. La corretja es pot desplaçar d’un escaló a un altre del con.

Transmissió per cadenes Són dues rodes dentades enllaçades per una cadena. Exemples: bicicletes, motos. Avantatges: són més fiables que les politges i arriben a

distàncies més llargues que els engranatges. Inconvenients: soroll, vibració de la cadena, lubrificació.

Transmissió per cadenes Plat: roda motriu de diàmetre gran. Pinyó: roda conduïda de diàmetre petit. Sentit de gir: sempre el mateix. Els eixos són paral·lels

igual que en la corretja.

Relació de transmissió:

Z1: nombre de dents del plat. Z2: nombre de dents del pinyó.

Rt = Z1 / Z2

Transmissió per rodes de fricció

Són dues rodes que estan en contacte. Exemples: dinamos, nòries, balancins, molins d’oli. Una manovella o motor fa girar la roda motriu. La roda

conduïda girarà en sentit contrari. Inconvenients: es desgasten, patinen, no en potències

grans.

Transmissió per engranatges

Conjunt de dues rodes dentades (de metall o de plàstic) en que les dents d’una encaixen en les de l’altra. El moviment es transmet per contacte de les dents. Normalment s’usen com a sistemes reductors.

Exemples: petits electrodomèstics, caixes de canvi, joguines, rellotges, eines, ...

Avantatges: no llisquen, es redueix l’espai ocupat, potències i velocitats grans, menys soroll, exactes (rellotges).

Inconvenients: no s’usen per a distàncies grans.

Transmissió per engranatges

Sentit de gir: queda invertit.

Relació de transmissió:

Z1: dents de l’engranatge motriu. Z2: dents de l’engranatge conduït.

Tren d’engranatges:

Rt = Z1 / Z2

Tipus d’engranatges Dents rectes:

› Eixos paral·lels.› Es posa en contacte una sola dent. › Més utilitzats i econòmics .› Sorollosos i amb vibracions. › Rellotges, electrodomèstics, joguines, marxa enrere dels

cotxes.

Tipus d’engranatges Dents helicoïdals:

› Eixos paral·lels o perpendiculars.› Dents amb angle helicoïdal. Contacte d’una sola dent.› Els més silenciosos i que transmeten a més velocitat. › Construcció complicada i cara, perden potència. › Caixes de canvi. › Un cas particular són les dents de fletxa o hipoïdes.

Hipoïde

Tipus d’engranatges Engranatges cònics:

› En canvis de direcció per a eixos perpendiculars.› Dents rectes o helicoïdals.› Transmeten grans esforços.› Diferencial del cotxe, aplicacions industrials.

Tipus d’engranatges Cargol sense fi:

› Entre eixos que formen 90º. › Format per una roda conduïda i un cargol o vis format

per 1, 2 o 3 filets. › Grans reduccions de velocitat: cada vegada que el

cargol fa una volta, la roda només mou una dent. › Moviment irreversible: el cargol mou la roda, però no al

revés. › Grans esforços, però amb baix rendiment i molt desgast

de fricció. › Grues.

Rt = 1 / Z (cargol amb 1 filet)

Tipus d’engranatges Cargol sense fi :

Tipus d’engranatges Engranatge boig:

› Engranatge intermedi que no varia la relació de velocitats entre el 1r i el 2n engranatge.

› Aconsegueix que els dos girin en un mateix sentit.

Tipus d’engranatges Engranatge interior:

› Quan no són exteriors.› Una corona dentada és mou per l’interior d’una altra

roda dentada.

Elements dels engranatges Nombre de dents (z): les que té en total l’engranatge. Circumferència o diàmetre primitiu (dp): s’obté d’unir els punts de

contacte entre cada dent dels dos engranatges. Mòdul: són els mm del dp que correspon a cada dent. 

Pas: distància entre punts equivalents mesurats sobre el dp.

  Circumferència exterior (de):

Circumferència interior (di):

Característiques de les dents: són el gruix (mida de p/2), el cap (mida de m) i el peu (mida de 1,25m).

M = dp / Z

Pas= longitud dp /Z = dp· /Z = m·

di=dp - 2,5m

de=dp + 2m

Elements dels engranatges

Transformació del moviment

A diferència de la transmissió, són màquines que transformen el moviment de circular a rectilini i al revés.

Pinyó-cremallera› Format per una barra dentada o cremallera i el

pinyó. › Reversible: transformació de moviment circular en

moviment rectilini i al revés.› En màquines eina (trepant), llevataps, portes dels

pàrquings o el tren cremallera.

V = r· = (dp / 2 )· = (m·Z) / (2 ·10-3) · [m/s]

Transformació del moviment

Pinyó-cremallera

Transformació del moviment

Biela-manovella:› Transforma un moviment rectilini alternatiu en circular o

viceversa. › Elements:

Biela: barra rígida unida a un pistó per un extrem i a la manovella per l’altre. Moviment de vaivé alternatiu. També es diu cigonyal.

Manovella: barra unida a la roda per un extrem i a la biela per l’altre.

Pistó: èmbol que es mou alternativament a dreta i esquerra.

Màquina de vapor, màquina de cosir, motor de combustió interna, serradora.

Transformació del moviment

Biela-manovella:

Pistó

Biela

Manovella

Roda

Transformació del moviment

Lleva:› Consta d’un element giratori (en forma de pera) la lleva

i un seguidor.› El seguidor està en contacte amb la lleva i rep el

moviment alternatiu. › Transforma el moviment circular continu en rectilini

continu, però és irreversible.› Arbre de lleves: accionen les vàlvules que obren i

tanquen l’admissió i l’escapament dels gasos del motor d’un cotxe.

Transformació del moviment

Lleva:

Transformació del moviment

Excèntrica› Peça circular que gira al voltant d’un punt que no n’és el

centre. › Al girar produeix un desplaçament alternatiu amunt i

avall de qualsevol element que hi estigui en contacte.› Moviment no reversible.

Transformació del moviment

Diferencial:› És un mecanisme que té com a funció adaptar la velocitat

angular de les rodes motrius al recorregut que han de realitzar. S’utilitza en el mecanisme diferencial d’un cotxe

› Elements: Corona i carcassa: giren conjuntament. Pinyons planetaris: són dos i estan units als paliers. Pinyons satèl·lits: són dos, però poden girar, ja sigui

lliurement sobre els eixos portasatèl·lits o conjuntament i arrossegats amb la corona i la carcassa.

› Els elements estan situats dins d’una capsa i el moviment passa als dos paliers que van a les rodes.

Transformació del moviment

Diferencial

Transformació del moviment

Cargol-femella› La femella gira al voltant del cargol.› Per una volta del cargol, aquest avança verticalment la

distància d’un pas de la femella.

Elements auxiliars Coixinets

› Serveixen per a que una roda giri lliurement sobre un eix.

› N’hi ha de boles i de rodets.

Elements auxiliars Cadell

› Permet el gir d’una roda dentada en un únic sentit. › El cadell funciona com un tascó.