Presentació sobre mecanismes

1. TEMA 3
MECANISMES
Ricard Valero
Departament de Tecnologia
Institut Pons d’Icart
Tarragona

2. 1. Mecanismes de transmissió del
moviment circular
El moviment circular és present en la major part de les
màquines que utilitzem: electrodomèstics, mitjans de
transport, processos industrials, etc.
a) Politges i corretges:
La transmissió per corretja permet transmetre el
moviment giratori a certa distància. La politja motriu és
la que exerceix la força, i la conduïda la rep. En funció
del diàmetre de les politges (D), es pot reduir o ampliar
la velocitat de gir (n).

3. D1 > D2
n1 < n2
Amplificació de velocitat
D1
D2
D1 < D2
n1 > n2
Reducció de velocitat
n1 · D1 = n2 · D2
n = velocitat de gir de la politja
(rpm o min-1)
D = diàmetre de la politja (mm)
La relació de transmissió és:
𝐢 =
𝐧𝟐
𝐧𝟏
=
𝐃𝟏
𝐃𝟐
• Si i > 1, és un mecanisme amplificador de la velocitat.
• Si i < 1, és un mecanisme reductor de la velocitat.
• Si i = 1, el mecanisme de transmissió no varia la velocitat.

4. Exercicis
1) Una politja que gira a 2000 rpm i té un diàmetre de 75 mm
arrossega una altra politja de 50 mm de diàmetre. Quina és la
velocitat de la segona politja? Quina és la relació de transmissió
del mecanisme?
2) La politja del motor d’una rentadora té 10 cm de diàmetre i
gira a 1500 rpm. Si volem que la velocitat de gir del tambor sigui
de 500 rpm, quin diàmetre ha de tenir la politja conduïda?

5. b) Engranatges:
És el conjunt format per rodes dentades que s’acoblen entre si.
Les dents dels engranatges tenen la mateixa forma i tamany.
Avantatges dels engranatges respecte les politges i corretja:
• Poden transmetre molta força.
• No hi ha lliscament entre rodes dentades.
• Es controla amb exactitud la velocitat de rotació.
Inconvenients:
• Les dents es poden desgastar. Cal posar greix.
• Fan més soroll.
El número de dents (z) està relacionat amb el seu diàmetre, per
tant:
n1 · z1 = n2 · z2 𝒊 =
𝒏𝟐
𝒏𝟏
=
𝒛𝟏
𝒛𝟐

6. Tipus d’engranatges:
• Cilíndric exterior: Per transmetre el moviment entre eixos paral·lels.
• Cilíndric interior: Per transmetre esforços entre un eix i una corona dentada
interior.
• Helicoïdals: Transmeten més potència, més velocitat, són més silenciosos i
duran més.
• Cònics: Transmeten el moviment entre eixos perpendiculars.

7. c) Transmissió amb cadena:
S’utilitza per transmetre el moviment entre rodes dentades a
llarga distància. La cadena té unes baules metàl·liques unides
amb corrons que giren sobre les rodes dentades. S’ha de
lubrificar amb oli.
El sentit de gir és el mateix en les dues rodes dentades:
n1 · z1 = n2 · z2 𝒊 =
𝒏𝟐
𝒏𝟏
=
𝒛𝟏
𝒛𝟐

8. d) Cargol sense fi:
Transmet el moviment entre eixos perpendiculars. Per cada volta
completa del cargol, la roda dentada avança una dent. És com si
el cargol tingués una sola dent (z = 1).
La velocitat de gir (n) és baixa però s’obté molta força. No és
reversible: el cargol mou la roda però no a l’inrevés.
e) Trens d’engranatges:
Sistema de més de dos engranatges acoblats. Permet aconseguir
relacions de transmissió més altes.
nroda · Zroda = ncargol · Zcargol
Zcargol = 1
nroda · Zroda = ncargol

9. Entre les rodes que es toquen per les dents es compleix:
n1 · z1 = n2 · z2
Si tenim en compte que dues rodes que estan enganxades tenen
la mateixa velocitat de gir (n), la relació de transmissió total d’un
tren d’engranatges com el del dibuix és:
i =
𝑛4
𝑛1
=
𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑒𝑠 𝑧 𝑑𝑒 𝑙𝑒𝑠 𝑟𝑜𝑑𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠
𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑒𝑠 𝑧 𝑑𝑒 𝑙𝑒𝑠 𝑟𝑜𝑑𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢ï𝑑𝑒𝑠
L'objectiu és augmentar o disminuir la relació de transmissió fins
a valors que amb només dos engranatges no seria possible, ja
que la diferència de diàmetres entre l'un i l'altre seria exagerada.

10. 2. Transformació del moviment circular en
rectilini
a) Pinyó-cremallera:
Consta d’una roda dentada (pinyó) i una barra dentada recta
(cremallera). Quan el pinyó gira, la cremallera llisca en un sentit
o en un altre, segons el sentit de gir del pinyó. És reversible.
Exemples: portes corredisses, tren cremallera.

11. b) Cargol-femella:
El trobem en serjants, cargols de banc, etc. La velocitat d’avanç
(v) es calcula multiplicant la distància entre dos filets del cargol
(pas, p) i el número de voltes per unitat de temps (n).
v = p·n

12. 3. Transformació del moviment circular en
rectilini alternatiu
a) Biela-manovella:
Transforma un moviment circular en un moviment rectilini
alternatiu o viceversa.
El cigonyal és un sistema biela-manovella múltiple: es tracta d’un
eix amb colzes que actuen com a manovelles. El trobem en
motors d’explosió de vehicles, el seu gir es trasllada a les rodes i
el vehicle es mou.

13. b) Lleva i excèntrica:
Són mecanismes que permeten obtenir un moviment rectilini
discontinu a partir d’un circular. La lleva té forma d’ou, quan gira
empeny un seguidor que puja i baixa. L’excèntrica és rodona i
gira per un punt que no és el seu centre geomètric.
Trobem un arbre de lleves en el mecanisme que obre i tanca les
vàlvules dels motors d’explosió de 4 temps diesel i benzina.

14. 4. Altres mecanismes:
a) La junta Cardan:
Permet transmetre el moviment circular, encara que els eixos no
estiguin alineats.
b) El trinquet:
És un mecanisme que permet que una roda giri només en un sentit.
Consisteix en una roda dentada i una pestanya en forma d’ungla
(cadell) que permet avançar la roda però evita el retrocés.
Exemple: xarxes de tenis, algunes eines...

15. c) Rodaments:
Són un conjunt de boles o corrons que roden dins unes guies,
disminuint el fregament, i permetent que els eixos estiguin
recolçats sobre un suport. Els rodaments permeten el moviment
circular, i els trobem en vehicles i màquines.