TEMA 6 MECANISMOS 1ESO 15 16 VALCAT trad no revisada

1

<

<

<

<

em

ca

nis

rem

I.

Mecanismes

simples

III.

_{transformació}

mecanismes de

II.

mecanismes

de

transmissió

IV.

Elements

auxiliars

Luis García Molina.

Per facilitar la feina hem inventat les màquines i els vehicles.

Aquest és el diagrama universal d'una màquina:

Així doncs per moure el que volem moure (una roda, una fulla, un martell ...)

necessitem GENERADORS DE MOVIMENT i MECANISMES.

Definició de

MECANISME:

Són els elements d'una màquina destinats a portar el moviment des del

generador de moviment fins l'element que ho requereix.

introducció

2

Energia

inicial

GENERADOR DE MOVIMENT (energia

CINÈTICA)

mecanisme

Element

3

Un

generador de moviment

és qualsevol cosa que crea moviment (energia

cinètica) a partir d'un altre tipus d'energia qualsevol.

¿Què

TIPUS DE GENERADOR DE MOVIMENT

hi ha?

> PERSONES O ANIMALS DE TIR:

usen la força animal per arrossegar coses.

> LA FORÇA DEL VENT O DE L'AIGUA D'UN RIU:

podem usar la seva força

per moure coses: barques, vaixells de vela, molins de vent, sínies d'aigua ...

> MOTORS ELÈCTRICS:

Transformen l'energia elèctrica en moviment.

> MOTORS TÈRMICS:

Transformen la calor en cremar un combustible (fusta,

gasolina, etanol ...) en moviment.

4

Els generadors de moviment (MOTORS) poden crear

2 TIPUS DE movientos:

1) MOVIMENT LINEAL.

És un moviment de vaivé.

També es diu moviment alternatiu.

2) MOVIMENT ROTATIU.

És un moviment giratori.

També es diu moviment circular.

introducció

5

Normalment el generador de moviment està en un lloc i el receptor en un altre.

Si

no

volem canviar el tipus de moviment simplement volem portar el moviment

des del motor al receptor.

Com podem transmetre el moviment des del generador fins al receptor?

AMB

MECANISMES.

funcions dels mecanismes

Els mecanismes

TRANSMETEN EL MOVIMENT

des del motor fins l'element que

es vol moure (sense canviar el tipus de movimientio)

ENERGIA

INICIAL

GENERADOR DE

MOVIMENT (MOTOR)

eix

Element

receptor

eix

FUNCIÓN1:

transmetre el moviment

Mec

anis

me

de

tran

smi

ssió

Es manté el mateix tipus de moviment:

6

A vegades el generador de moviment dóna un moviment giratori i el receptor

demana un moviment lineal, oa l'inrevés.

Com podem convertir un tipus de moviment d'un generador en un altre per al

receptor? També

AMB MECANISMES.

Els mecanismes

TRANSFORMEN UN TIPUS DE MOVIMENT EN UN ALTRE

ENERGIA

INICIAL

GENERADOR DE MOVIMENT (MOTOR)

FUNCIÓ 2:

transformar un tipus de moviment en un altre

Meca

nism

e de

trans

form

ació

funcions dels mecanismes

7

A vegades el generador de moviment gira molt de pressa, però sense força i

volem que el receptor giri més lent i amb molta força. (Ex. Per a un cotxe en

pujar una rampa)

Com podem alentir la velocitat del motor i aconseguir més força?

AMB

MECANISMES.

Els mecanismes

MODIFIQUEN LA VELOCITAT i LA FORÇA DEL MOVIMENT

ENERGIA

INICIAL

GENERADOR DE MOVIMENT (MOTOR)

Gir ràpid però sense força

Mecan

isme

Gir més lent i amb molta

força

FUNCIÓ 3:

modificar la força i la velocitat del moviment

8

MODIFICACIÓ DE LA FORÇA I LA VELOCITAT.

En general hem de tenir clares les següents pautes:

MOT_OR

Politja

conductora _arrossegadaPolitja

Petita: > Gira més de pressa

> Amb menys força

Gran:

> Gira més lenta

> Però amb més força

MOT_OR

Politja

conductora _arrossegadaPolitja

Petita:

> Gira més de pressa

> Però amb menys força

Gran:

> Gira més lenta

> Gira amb més força

D'PETITA A GRAN

D'GRAN A PETITA

Ús: ¿Per què volem moure alguna cosa lentament però amb molta força?

Per exemple per començar a moure un objecte pesat com un cotxe, per pujar un pendent,

«1a marxa»

«5a marxa»

Ús: ¿Per què volem moure alguna cosa ràpid però amb poca força?

Per exemple per avançar amb un vehicle en pla a alta velocitat.

n1 n2 d2

d1

Relació de transmissió

n1 n2 d2 d1 n1 n2 d2 d1 z2 z1

r

d

1

n

2

z

2

i =

= = =

r

d

2

n

1

z

1

i: relació de tranmisión

r: ràdios

d: Diàmetres

n: revolucions per minut

z: nºdientes.

Els principis anteriors es fan servir

per a càlculs mitjançant les següents

fórmules matemàtiques:

ACTIVITAT: Tenim un motor de 3500 rpm connectat a una rueda1 de 5 cm de diàmetre. Volem obtenir una velocitat de sortida2 de 1200 rpm. Quin ha de ser el diàmetre de la roda 2? Quina és la relació de transmissió del conjunt (i)?

10

ACTIVITAT.

a) Què 2 coses es necessiten per fer moure objectes? b) Què és un generador de moviment?

Quins tipus de generadors de moviment coneixes? c) Què és un mecanisme?

d) Completa la taula següent sobre les 3 funcions dels mecanismes:

Funció Dibuix exemple.

11

<

<

<

Mecanismes simples

12

-I.1 PALANQUES:

-I.2 RODES:

-I.3 ESPELMES:

-I.4 POLITGES:

-1.5 Entorn

-1.6 Cargol sense fi (+ rosca)

Mecanismes simples

Des de les primeres civilitzacions els homes van inventar mecanimos molt senzills per transportar objectes més fàcilment:

13 I.1 PALANCA:

-aplicant Una força en el seu extrem podem moure el receptor en l'altre situat en l'altre extrem.

-Es Necessita MENYS FORÇA que per moure coses directament. -Es Fa servir per aixecar o moure pesos, trencar coses ....

Mecanismes simples

Aplicant una petita força en aquest extrem ....

El truc està en la distància "d" al punt de suport en la qual se situen les forces. A més distància, menys força hem de fer.

Punt de suport

Podem vèncer una força molt més gran en l'altre extrem

d1

14 I.1 TIPUS DE PALANQUES:

-Hi Ha moltes més palanques de les que ens imaginem, i els seus 3 tipus depenen de la posició de força, pes i punt de suport.

Mecanismes simples

Tipus de

palanca

Diagrama

exemple

1r grau

Balancí

Catapulta

Alicates

Tisores

2n grau

Carretó

Rems

trencanous

3er grau

Llevagrapes

15 I.2 RODA:

-Si Arrossegues un objecte en contacte amb el terra es necessita molta força per vèncer la força de fregament.

Mecanismes simples

El truc està en reduir la superfície "s" en contacte amb el terra i així es redueix la força de fregament. Fixa't que la roda toca a terra només en un punt.

-El Èxit de la roda consisteix a permetre l'arrossegament d'un objecte amb menys força que si s'arrossega fregant-se contra el terra.

16 I.3 ESPELMES:

-El Vent té la força suficient com per arrossegar un vaixell.

Mecanismes simples

El truc està en reduir augmentar la superfície "S" de la vela i poder orientar perquè capti el vent de qualsevol direcció.

-Per Captar la força del vent s'usen grans superfícies tèxtils trucades espelmes que transmeten el moviment fins al vaixell.

Força del

vent

17 I.5 POLITGES:

-POLEA SIMPLE: La politja simple facilita l'ascens d'objectes ja que pots despenjar el teu propi pes i usar-lo com a força. Aplica la mateixa força que el pes de l'objecte

Mecanismes simples

-POLEA DOBLE: Permet, a més, reduir la força a la meitat.

Aquesta politja es mou Aplica la meitat de força que

el pes de l'objecte

El truc està en augmentar el nombre de politges. A més politges, menys força cal fer. El truc està en què la persona despenja el seu propi pes. Així ha de fer menys força amb el braços.

18 I.6 TORN

-Al Fer girar el torn va recollint el fil, pujant a poc a poc el pes.

Mecanismes simples

El truc està en:

-fer girar el torn usant una palanca (que com ja saps facilita la feina)

- El torn al recollir el fil ajuda a "subjectar" el pes mentre que li dónes una altra volta. palanca

19 I.7 CARGOL SENS FI-ROSCA

-Al Fer girar el torn va recollint el fil, pujant a poc a poc el pes.

Mecanismes simples

El truc està en:

-fer avançar la femella poc a poc però amb molta força.

20

ACTIVITAT.

A) Fes un dibuix B) Identifica:

-generador DE MOVIMENT. -Mecanisme

-receptor

C) Digues si el moviment inicial és lineal o rotatiu. El mateix del moviment final.

D) Quina funció o funcions té el mecanisme? (Transmetre el moviment / canviar la velocitat de gir / transformar el tipus de moviment)

I) Dibuixa algun dels exemples de cada tipus de palanca i identifica el pes, el punt de suport i la força.

21

<

<

mecanismes de

transmissió

22

Són els que es dediquen simplente a transmetre el moviment d'un punt a un altre. No ho transformen, és a dir, si és rotatiu seguirà sent rotatiu i si és lineal seguirà sent lineal.

-POLEAS-CORRETJA:

-ENGRANAJES-cadena:

-rodes DE FRICCIÓ:

-ENGRANAJE-ENGRANATGE

-CARGOL SENS FI-ENGRANATGE:

23

MOTOR

II.1 POLITGES-CORRETJA: Dos politges unides per una corda. La politja conductora gira.

A través de la corretja aconsegueix moure a la politja arrossegada.

Mecanismes de transmissió

Politja 1 conductora

Politja 2 arrossegada corretja

MOT_OR

24

MOT_OR

II.2 RODES DENTADES-CADENA: Dos engranatges units per una cadena. Funciona igual que la politges-corretja,

PERÒ NO RELLISCA (pot transmetre forces molt més grans)

Mecanismes de transmissió

Engranatge 1

conductor Engranatge 2 arrossegat cadena

25

MOT_OR

II.3 RODES DE FRICCIÓ: Dues rodes unides directament. La roda motriu mou a l'arrossegada amb la fricció.

Mecanismes de transmissió

MOT_OR

Engranatge 1 conductor

Engranatge 2 arrossegat

II.3 ENGRANATGES: Dos engranatges units directament. També ocupen poc espai per no tenir cadena.

26 II.5 CARGOL SENS FI-ENGRANATGE: Cargol unit a un engranatge.

Funciona igual que els engranatges. El cargol transmet el moviento a la corona. Permet transmetre grans forces.

És molt segur, ja que el moviment sempre va del cargol a la corona, I NO POT L'INREVÉS.

Permet creuar els eixos de gir.

Mecanismes de transmissió

MOTOR

Cargol sense fi (conductor)

27

28

ACTIVITAT.

29

ACTIVITAT.

A) Fes un dibuix

C) Digues si el moviment inicial és lineal o rotatiu. El mateix del moviment final.

D) Quina funció o funcions té el mecanisme? (Transmetre el moviment / canviar la velocitat de gir / transformar el tipus de moviment)

30

ACTIVITAT.

A) Fes un dibuix

C) Digues si el moviment inicial és lineal o rotatiu. El mateix del moviment final.

D) Quina funció o funcions té el mecanisme? (Transmetre el moviment / canviar la velocitat de gir / transformar el tipus de moviment)

31

<

mecanismes de

transformació

32

Són els que, a més de transmetre, TRANSFORMEN el moviment lineal en rotatiu i viceversa.

-

PINYÓ-CREMALLERA:

-BIELA-MANOVELLA:

-

LEVA SEGUIDOR:

33 III.1 ENGRANATGE-CREMALLERA. Roda dentada unida a una barra dentada.

Funciona igual que els engranatges.

Transforma el moviment rotatiu del pinyó en moviment lineal de la cremallera.

Mecanismes de transformació

MO TO_R

Cremallera Piñón

34 III.2 PISTÓ-BIELA-MANOVELLA. Dues barres

articulades unides a un element lineal ia un altre rotatiu.

Transforma el moviment lineal en rotatiu i viceversa.

Mecanismes de transformació

Pistó

Biela

35 III.3 LEVA SEGUIDOR. Roda ovoïdal que empeny un pistó

en girar.

La lleva gira. En passar la part més sortida empeny el pistó cap amunt.

Transforma el moviment rotatiu en lineal.

Mecanismes de transformació

Pistó

Pistó

36

37

ACTIVITAT.

A) Fes un dibuix

B) Indica amb fletxes com es mouen les peces, si tenen moviment lineal o rotatiu. C) Quina funció o funcions té el mecanisme? (Transmetre el moviment / canviar la

38

<

elements auxiliars

39

Són els que faciliten el moviment o el frenen.

-IV.1 EIXOS.

-IV.2 SUPORTS de l'eix.

-Cojinetes De fricció. -Cojinetes De rodaments.

-IV.3 ACOBLAMENT D'EIXOS.

-Acoblaments fixos.

-Acoplamientos Mòbils.

-IV.4 FRENS:

-Frens De sabata

-Frens De disc

40 IV.1 EIXOS. Són les barres que roden.

Els eixos SÓN ELS ELEMENTS FONAMENTALS del MOVIMENT. Els motors fan girar un eix.

El moviment es transmet d'un eix a un altre, mitjançant els mecanismes. L'element receptor gira gràcies a que està unit a un eix.

elements auxiliars

GENERADOR DE MOVIMENT (MOTOR)

eix

41 IV.2 COIXINETS DELS EIXOS. Són les punts que subjecten l'eix, però permetent que

giri.

1) COIXINETS FIXOS:

Cavitat amb oli lubricant.

elements auxiliars

MOTOR

Oli lubricant dens

Suport orifici MOTOR Rodaments Suport orifici

2) COIXINETS DE RODAMENTS:

En comptes d'oli lubricant porten boles que faciliten el rodar l'eix.

42 IV.3 ACOBLAMENTS D'EIXOS. Són les unions de dos eixos.

S'usen per unir eixos, i poden ser fixos o mòbils.

1) Acoblaments FIXOS. Sempre estan units.

2) Acoblaments MÒBILS. S'uneixen o no els eixos a voluntat.

elements auxiliars

MOTOR

Acoblament fix

Acoblament mòbil (embragatge)

43 IV.4 FRENS. Mecanismes que paren el moviment dels eixos.

1) Frens de sabata. Dues sabates pressionen la roda des del seu interior fins aturar-la.

2) Frens de disc. El mateix, però amb dos discos des de fora.

elements auxiliars

Enganxem les sabates al tambor movent la palanca

Enganxem els discos al tambor movent la palanca

44

ACTIVITAT.

a) Què són els elements auxiliars? Què 4 tipus hi ha?

b) Per a què serveixen els coixinets?

Quina diferència hi ha entre un coixinet fix i un altre de rodaments? c) Per a què serveixen els acoblaments d'eixos?

Quina diferència hi ha entre un acoblament fix i un altre mòbil? Quin és l'ús més conegut d'un acoblament mòbil?

d) Per a què serveixen els frens?

45

<

<

<

<