1. UD 11. Transmissi de moviment

• Introducci
  • Objectius Didctics
  2. Abans de comenar...

Continguts

Mecanismes de transmissi del moviment

• De transmissi directa
  • Arbres i eixos 3. Acoblaments
    • Rgid, flexible, mbil, Cardan, limitadors de parell

4. UD 11. Transmissi de moviment

Continguts (II)

• Mecanismes de transmissi del moviment (II)
  • Mecanismes articulats
    • De quatre barres articulades 5. Biela-maneta 6. De biela infinita o jou escocs
  • Mitjanant elements flexibles
    • Transmissi per corretja 7. Transmissi per cadena 8. Clcul de velocitats. Relaci de transmissi (r)

9. UD 11. Transmissi de moviment

Continguts (III)

• Mecanismes de transmissi del moviment (III)
  • Transmissi mitjanant engranatges
    • Tipus d'engranatges
      • Rectes, helicodals, cnics, interiors, piny-cremallera, cargol sense fi
    • Caracterstiques geomtriques dels engranatges rectes 10. Clcul de velocitats i relacions de transmissi
  • Lleves i excntriques 11. Transmissi de moviment mitjanant rosques 12. Mecanismes de regulaci i mecanismes intermitents
    • Regulador centrfug o de Watt 13. Mecanismes intermitents

14. UD 11. Transmissi de moviment

Continguts (IV)

• Trens de mecanismes
  • Clcul de velocitats i relacions de transmissi 15. Caixes de canvi de marxes i reductors
    • En bicicletes 16. En autombils i altres mquines 17. Reductors
• Embragatges, frens i altres mecanismes
  • Embragatges
    • De fricci 18. De dents 19. Hidrulics 20. Centrfugs

21. UD 11. Transmissi de moviment

Continguts (V)

• Embragatges, frens i altres mecanismes (II)
  • Frens
    • Mecnics: De cinta, de sabata i de disc 22. Elctrics
  • Inversors de gir

23. UD 11. Introducci

Objectius didctics

• Entendre la utilitat i conixer les parts principals dels mecanismes de trasmissi del moviment ms significatius 24. Resoldre problemes de transmissi del moviment 25. Entendre la utilitatconixer els principals trens de mecanismes 26. Resoldre problemes de trens de mecanismes 27. Determinar les caracterstiques dinmiques elementals en mecanismes de transmissi del moviment circular: parell i potncia

28. UD 11. Introducci

Abans de comenar:

• Recordem com resoldre problemes simples de transmissi del moviment
  • Transmissi per corretja 29. Transmissi per engranatges 30. Relaci de transmissi
• A la UD10 vam estudir qu s un parell de forces. Ho sabem explicar? 31. Recordem el concepte de potncia?
  • I les seves unitats?

32. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

A la unitat anterior: esttica 33. Ara podem passar a l'estudi dinmic

• Veurem que transmetem moviment
  • I al mateix temps, fora
• Segons el tipus de transmissi, tenim
  • Mecanismes de transmissi directa 34. Mecanismes articulats 35. Transmissi per elements flexibles 36. Transmissi mitjanant engranatges 37. Lleves i excntriques 38. Transmissi mitjanant rosques 39. Mecanismes: de regulaci i intermitents

40. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Mecanismes de transmissi directa

• Arbres i eixos
  • Arbre: generalment cilndrica
    • Transmet moviment circular, ergo moment o parell motor 41. Suporta esforos de torsi
      • Tamb flexi cisallament: pes politges i d'altres
    • Uni amb elements que giren: sistemes d'entalla, o arbres estriats
  • Eix: tamb sol ser cilndrica
    • Sobre ell giren peces d'un conjunt mecnic 42. Suporten: flexi i cisallament

43. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Mecanismes de transmissi directa (II)

• Acoblaments
  • Per unir dos eixos o dos arbres
    • Alineats directament 44. No modifiquem ni velocitat ni moment
  • Acoblament rgid
    • Arbres o eixos units amb peces metlliques rgides 45. Fixades amb cargols, brides o cadenes envolvents 46. Alineaci: molt bona
      • En cas contrari: trencaments

47. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Mecanismes de transmissi directa (III)

• Acoblaments (II)
  • Acoblament flexible
    • Junta elstica (goma o cautx) 48. Permet certa tolerncia en l'alineaci dels eixos 49. A ms: pot absorbir vibracions
  • Acoblament mbil
    • Quan la separaci entre eixos pot ser variable 50. Arbres estriats i maneguet tamb estriat
      • Permet desplaament lateral

51. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Mecanismes de transmissi directa (IV)

• Acoblaments (III)
  • Cardan o junta universal
    • Per transmetre moment de torsi 52. Elements no alineats i es tallen (mx. 45 ) 53. T una pea anomenada creuera
      • Sobre ella s'acoblen les forquilles que van al final dels dos arbres
    • Exemples: entre canvis de marxes i rodes

54. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Mecanismes de transmissi directa (IV)

• Acoblaments (III)
  • Cardan o junta universal
    • Per transmetre moment de torsi 55. Elements no alineats i es tallen (mx. 45 ) 56. T una pea anomenada creuera
      • Sobre ella s'acoblen les forquilles que van al final dels dos arbres
    • Exemples: entre canvis de marxes i rodes

57. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Mecanismes de transmissi directa (V)

• Acoblaments (IV)
  • Limitadors de parell
    • Limiten el parell toror entre els arbres
      • Si hi ha malfunci: eviten que es malmeti el mecanisme
    • Desconnecta la transmissi 58. Evita aix trencament de dispositius del mecanisme 59. En tenim de dos tipus
      • Disc de fricci 60. Passador cisallable
    • Disc de fricci: entre arbre i politja o roda dentada. Per sobre d'un esfor: patina 61. Passador cisallable: calibrat per suportarun valor determinat de cisallament. Per sobre: es talla

62. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Mecanismes articulats

• Mecanisme de quatre barres articulades
  • Quatre barres unids per articulacions
    • Si les barres unides giren completament: manetes 63. En cas contrari: balancins (noms oscillen) 64. Exemples: a les suspensions dels cotxes

65. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Mecanismes articulats (II)

• Mecanisme biela-maneta
  • Moviment circular->rectilini (i a l'inrevs)
    • Moviment rectilini: alternatiu

66. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Mecanismes articulats (III)

• Mecanisme de biela infinita (jou escocs)
  • Tamb transforma circular en alternatiu 67. Ara la biela:
    • Un mbil que es desplaa dins de la baula 68. Emprada en mquines de vapor antigues

69. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Transmissi amb elements flexibles

• Transmetem moviment ente eixos a certa distncia 70. Bsicament:
  • Transmissi per corretja 71. Transmissi per cadena
• Transmissi per corretja
  • Dues politges unides per element flexible
    • S'anomena corretja
  • Podem treballar a distncies llargues entre eixos 72. Per: pot lliscar 73. El ms emprat: trapezial

74. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Transmissi amb elements flexibles (II)

• Transmissi per cadena
  • Eliminem la possibilitat de lliscament 75. Tamb podem treballar amb eixos allunyats
    • Exemple: bicicleta
  • Per: velocitats no massa elevades

76. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Transmissi amb elements flexibles (III)

• Clcul de velocitats. Relaci de transmissi
  • Velocitats perifriques de politges: iguals
    • En cas contrari les cadenes es trencarien, destensarien... 77. v 1= v 2(m/s)
      • Recordem que v = r
    • Aleshores: 1 r 1= 2 r 2
      • Recordem: s velocitat angular en rad/s. r: radi
  • Politja d'entrada: motriu. De sortida: conduda 78. Relaci de transmissi
    • Voltes de l'eix de sortida per cada volta del d'entrada 79. Adimensional

80. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Transmissi amb elements flexibles (IV)

• Clcul de velocitats. Relaci de transmissi (II)
  • Important: parells de forces
    • Potncia: producte parell per velocitat angular 81. P = 82. Si rendiment= 100%, es conserva la potncia 83. P 1= P 2-> 1 1= 2 2
  • Podem expressar-ho amb la relaci de transmissi
    • i 1->2= 2 / 1= 1 / 2
  • Recordem que = F r (fora tangent a politja)
    • i 1->2= 2 / 1= 1 / 2= r 1 /r 2= z 1 /z 2
      • Z: nombre de dents en corretges dentades 84. Exemple pgina 318

85. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Transmissi mitjanant engranatges

• Sn mecanismes de transmissi de moviment circular mitjanant rodes dentades
  • Nomenclatura
    • Motriu: la connectada al motor 86. Conduda: la que s empesa 87. Piny: la roda petita 88. Corona: la ms gran
  • Dos engranatges: giren en sentit contrari
    • Excepte: engranatges interiors
  • Emprats en distncies curtes entre eixos
    • Transmeten grans esforos i velocitats

89. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Transmissi mitjanant engranatges (II)

• Tipus d'engranatges
  • Engranatges rectes
    • Transmeten moviment rotatori entre eixos parallels 90. Dents paralleles als eixos 91. Per a velocitats de gir baixes i esforos petits

92. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Transmissi mitjanant engranatges (III)

• Tipus d'engranatges (II)
  • Engranatges helicodals
    • En general per a eixos parallels 93. Tamb s possible: perpendiculars 94. Les dents formen un angle amb l'eix 95. Tenen contacte amb ms d'una dent alhora
      • Poden transmetre esforos ms grans
    • Per: transmeten fora axial
      • Carrega els coixinets de l'eix
    • Velocitats: ms grans i menys sonoritat

96. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Transmissi mitjanant engranatges (IV)

• Tipus d'engranatges (III)
  • Engranatges cnics
    • Transmeten el moviment entre dos eixos que es tallen 97. En general: dents rectes 98. Secci de les dents: augmenta amb dimetre del con
      • Els vrtexs imaginaris: concideixenen un punt
    • Assegurem que el pas de les dents sigui igual

99. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Transmissi mitjanant engranatges (V)

• Tipus d'engranatges (IV)
  • Engranatges interiors
    • Dents a l'interior, en contacte amb l'altre engranatge 100. Tots dos giren en el mateix sentit
  • Piny-cremallera
    • Barra amb dents que engrana amb un piny 101. Passem de moviment giratori a rectilini i viceversa
      • Exemple: direcci d'un cotxe

102. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Transmissi mitjanant engranatges (VI)

• Tipus d'engranatges (V)
  • Cargol sense fi
    • Acoblament rosca-engranatge 103. Eixos amb angle de 90 104. Rosca: anomenada vis sens fi
      • Un o dos filets que s'adapten a les dents de l'engranatge
    • Inconvenients :
      • Pateixen alt desgast pel fregament 105. Un dels materials: tou (el que canviarem)
    • Avantatges
      • Noms gira en un sentit (seguretat si tenim pesos carregats)

106. UD 11. Mecanismes de transmissi del moviment

Transmissi mitjanant engranatges (VII)

• Carac. Geomtriques d'engranatges rectes
  • Dimetre primitiu

107. UD 11. Mecanismes detransmissi de moviment

Transmissi mitjanant engranatges (VII)

• Carac. Geomtriques dels engranatges rectes
  • Dimetre primitiu (D p )
    • Dimetre de circumferncia terica 108. Seria el de la roda de transmissi si no tingus dents 109. De dos engranatges: sn tangents
  • Nombre de dents (z)
    • Nombre sencer 110. Tenen forma d'evolvent (excepte cremallera i cnics rectes)
      • Aix: angle de pressi s constant al llarg del gir 111. Evita vibracions

112. UD 11. Mecanismes detransmissi de moviment

Transmissi mitjanant engranatges (VIII)

• Carac. Geomtriques dels engranatges rectes (II)
  • Mdul
    • Quocient entre D pi nombre de dents
  • Pas
    • Llargada de l'arc entre dos punts homlegs de dues consecutives
      • Mesurat sobre la circumferncia primitiu
    • Per tant: p z = D p (com D p= mz) -> p = m

113. UD 11. Mecanismes detransmissi de moviment

Transmissi mitjanant engranatges (IX)

• Carac. Geomtriques dels engranatges rectes (III)
  • Altura del cap de la dent (h 1 )
    • s igual al valor del mdul en mm
  • Altura del peu de la dent (h 2 )
    • s igual a 1,25 vegades el mdul en mm
  • Gruix de la dent
    • Sol ser la meitat del valor del pas en mm
  • Distncia entre eixos
    • Distancia entre el centre dels engranatges
      • s la semisuma dels dimetre primitius

114. UD 11. Mecanismes detransmissi de moviment

Transmissi mitjanant engranatges (X)

• Carac. Geomtriques dels engranatges rectes (IV)
  • Dimetre exterior (D e )
    • Circumferncia mxima que arriba fins al cap de les dents
      • Sol valdre: D e= D p+ 2m
  • Dimetre interior o de fons (D i )
    • Circumferncia que passa per l'interior de les dents
      • Sol valdre: D i= D p 2'5m
  • Dimetre base
    • Dimetre a partir del qual es generen les evolvents

115. UD 11. Mecanismes detransmissi de moviment

Transmissi mitjanant engranatges (XI)

• Carac. Geomtriques dels engranatges rectes (V)
  • Recta de pressi i angle de pressi ( )
    • Recta: recta normal al punt de tangncia entre els dos costats de les dents en contacte 116. Angle: entre recta de pressi i recta normal als radis primitius

117. UD 11. Mecanismes detransmissi de moviment

Transmissi mitjanant engranatges (XII)

• Clcul de velocitats i relacions de transmissi
  • Al igual que a la transmissi per corretja, tenim:
    • 1 z 1= 2 z 2 118. i 1->2= 2 / 1= 1 / 2= z 1 /z 2
  • I en el cas de cremalleres
    • v = (mz10 -3 ) / 2 (expressat en m/s)
  • Si tenim transmissi per vis sens fi
    • Nombre de filets: equival a nombre de dents d'engranatge 119. Sn vlides les mateixes expressions

120. UD 11. Mecanismes detransmissi de moviment

Transmissi mitjanant engranatges (XIII)

• Lleves i excntriques
  • Transformen moviment circular en rectilini, no a l'inrevs 121. El ms emprat: lleva de placa
    • Composat per lleva i seguidor 122. Tamb solen tenir molles per assegurar el contacte entre peces

123. UD 11. Mecanismes detransmissi de moviment

Transmissi mitjanant rosques

• Si fem girar cargol dins de rosca desplacem, en funci
  • Pas de rosca 124. Nombre de filets 125. Velocitat angular
    • V = p10 -3 /2 (m/s)

126. UD 11. Mecanismes detransmissi de moviment

Transmissi mitjanant rosques

• Obtenim una frmula:
  • v = ( p 10 -3 )/ 2 (m/s)
    • = velocitat angular en rad/s 127. p: pas en millmetres

Mecanismes: de regulaci i intermitents

• Utilitzen algun efecte fsic per regular alguna variable de la mquina 128. Els ms coneguts
  • Regulador centrfug 129. Reguladors intermitents

130. UD 11. Mecanismes detransmissi de moviment

Mecanismes: de regulaci i intermitents (II)

• Regulador centrfug o de Watt
  • Emprat antigament a les mquines de vapor 131. Funcionament
    • Com ms rpid gira el mecanisme: tamb el regulador 132. Pugen o baixen les boles connectades a la vlvula 133. Si pugen (gir rpid) tanquen una mica la canonada d'admissi 134. Per tant, gira ms lent i tornen a baixar les boles 135. El contrari tamb s cert: poca velocitat, obrim canonada...

136. UD 11. Mecanismes detransmissi de moviment

Mecanismes: de regulaci i intermitents (II)

• Mecanismes intermitents
  • Creu de Malta
    • Una maneta que gira (contnuament) 137. Una altra de conduda (gira de manera discontnua)
      • Emprat a mquines del cinema (24Hz)
  • Carraques
    • Noms permeten un sentit de gir de l'arbre 138. En sentit contrari no transmeten
      • Exemple: bicicletes

139. UD 11. Trens de mecanismes

Combinacions de mecanismes

• Un element impulsat per un mecanisme impulsa el segent
  • Per fer que elements girin a diferent velocitat del motor 140. Quan necessitem canviar el sentit de gir 141. Quan volem canviar distncia entre eixos...

142. UD 11. Trens de mecanismes

Clculs de velocitats i relacions de transmissi

• Rel. de transmissi (i): relaci entreeix receptor respecte motor 143. Frmula de clcul
  • i 1 ->n= z impulsors/ z impulsats 144. i 1 ->n= n / 1= n n /n 1= 1 / n
    • Per tant: engranatges intermedis no varien i, noms sentit de gir 145. Si tenim politges: treballem amb els seus dimetres
  • Exemple #5 (pgina 328)

146. UD 11. Trens de mecanismes

Caixes de canvi de marxes i reductors

• N'obtenim diferents relacions de moment-velocitat 147. Molt aplicat en locomoci 148. Canvis de marxes en bicicletes
  • Moviment transms mitjanant cadena->des del plat al piny fixat a la roda del darrere 149. Podem tenir 2 o 3 plats i 6 o 7 pinyons
    • Ens donen totes les combinacions possibles
  • Plat gran / piny petit: costa pedalar
    • Parell entrada > parell sortida 150. A canvi: ens movem molt rpid:i 1->2= 2 / 1= 1 / 2= z 1 /z 2

151. UD 11. Trens de mecanismes

Caixes de canvi de marxes i reductors (II)

• Canvis de marxes als autombils i en altres mquines
  • Fem servir combinacions de politges o engranatges
    • Colloquem a l'arbre motriu (esglaonadament) politges de dimetres diferents 152. Al condut: les mateixes per invertides 153. El nom d'aquest esquem: con de politges
  • Si canviem posici de corretja: diferents relacions
    • Exemple 6 pgina 330

154. UD 11. Trens de mecanismes

Caixes de canvi de marxes i reductors (III)

• Canvis de marxes als autombils i en altres mquines (II)
  • En el cas dels cotxes
    • Jocs d'engranatges en diferents arbres 155. Els desplacem de dreta a esquerra 156. Diferents combinacions de rodes de contacte 157. Per tant, diferents velocitats a l'arbre de sortida

158. UD 11. Trens de mecanismes

Caixes de canvi de marxes i reductors (IV)

• Reductors
  • Redueixen la velocitat angular dels arbres de manera notable
    • Per tant, n'augmenten el parell
  • Ocupen poc volum 159. Format per engranatges o visos sens fi degudament lubricats 160. Arbre d'entrada i de sortida
    • Aqu acoblem el motor i mquina a accionar
  • Caracterstiques ms importants
    • Relaci de reducci, moment mxim en arbre de sortida i rendiment
  • Exemple 7 pgina 332

161. UD 11. Embragatges, frens i d'altres

Embragatges

• Permet connectar o desconnectar un dispositiu
  • En general: arbre (conductor o motriu) amb un altre (condut) 162. Els ms coneguts: a l'automoci
• Embragatges de fricci
  • Transmet el moviment a travs d'una superfcie
    • Per forces de fricci connecta el motriu al condut 163. Segons la superfcie: de disc o cnics
  • Ens els cotxes: els ms emprats sn els de disc

164. UD 11. Embragatges, frens i d'altres

Embragatges (II)

• Embragatges de fricci (II)
  • Ens els cotxes: els ms emprats sn els de disc (II)
    • Molles mantenen el disc (connectat a condut) premut entre dues superfcies connectades a arbre motriu 165. Amb pedal o maneta: desbloquem molles (alliberem disc de la pressi contra la superfcie motriu)
      • Disc: material molt resistent a la fricci (o joc de discos)

166. UD 11. Embragatges, frens i d'altres

Embragatges (III)

• Embragatges de fricci (III)
  • Embragatges cnics
    • Arbre motriu i condut tenen forma cnica que s'acobla 167. Mitjanant desplaament lateral: acoblem o desacoblem 168. No permeten desconnexi progressiva com els de disc

169. UD 11. Embragatges, frens i d'altres

Embragatges (IV)

• Embragatges de dents
  • A travs de rodes dentades encarades frontalment 170. s brusca: noms mquines amb i baixes 171. Tanmateix: el que permet transmetre esforos ms elevats
• Embragatges centrfugs
  • L'arbre motriu: masses connectades i retingudes amb molles 172. Quan augmenta la seva
    • Fora centrfuga augmenta 173. Les masses vencen la resistncia de les molles 174. Es connecten per fricci amb l'arbre condut

175. UD 11. Embragatges, frens i d'altres

Embragatges (V)

• Embragatges hidrulics
  • Mitjanant un lquid (generalment oli) 176. Dins d'un carter ple d'oli: roda turbina connectada a motriu
    • I una altra: a condut
  • Turbina connectada a conductor: bomba que impulsa oli cap a les pales del condut 177. A partir de certa el moment s prou gran a les pales de la turbina solidria amb l'arbre condut
    • Per tant comena a girar

178. UD 11. Embragatges, frens i d'altres

Embragatges (V)

• Embragatges hidrulics
  • Mitjanant un lquid (generalment oli) 179. Dins d'un carter ple d'oli: roda turbina connectada a motriu
    • I una altra: a condut
  • Turbina connectada a conductor: bomba que impulsa oli cap a les pales del condut 180. A partir de certa el moment s prou gran a les pales de la turbina solidria amb l'arbre condut
    • Per tant comena a girar

181. UD 11. Embragatges, frens i d'altres

Frens

• Permeten desaccelerar , per tant, aturar un mecanisme
  • Tamb considerats: de dissipaci d'energia
    • Absorbeixen Ec i la transformen en trmica
      • Posteriorment dissipada a l'ambient
• Frens mecnics
  • Basen el seu efecte en mecanismes de fricci 182. Frens de cinta
    • Cinta recoberta de material resistent al desgast (anomenat ferodo) 183. Abraa exteriorment la roda (dispositiu a aturar) 184. Amb algun element mecnic: la tensem (fricci) 185. Actualment: grues o ascensors (cinta tensada electromagnticament)

186. UD 11. Embragatges, frens i d'altres

Frens (II)

• Frens de sabata o tambor
  • Dues peces (anomenades sabates) recobertes de ferodo
    • Accionades per lleva que les separa 187. Quan gira: les obliga a allunyar-se entre s 188. Fan pressi contra part interior d'un tambor 189. Tambor solidari a l'arbre o eix que es vol frenar
  • Accionament de les lleves: mecnic o hidrulic (autombils)

190. UD 11. Embragatges, frens i d'altres

Frens (III)

• Frens de disc
  • L'arbre o element a frenar duu un disc solidari 191. Sobre ell fan pressi dues pastilles recobertes de ferodo 192. Accionades per mbol hidrulic (semblant al tambor)
    • Per: gran generaci de calor (s'han de ventilar)

193. UD 11. Embragatges, frens i d'altres

Frens (IV)

• Frens elctrics
  • Volem frenar, sense arribar a l'aturada, grans crregues durant perodes de temps relativament llargs
    • Camions o autocars en baixades llargues 194. Sistemes de fricci: s'escalfarien massa (perillosament) 195. Emprem en aquest cas dispositius electromagntics
  • Colloquem un disc metllic (Cu o Al) a l'arbre a frenar 196. Davant el disc: electroimants
    • Si es connecten generen un potent camp magntic
      • Indueix corrent al disc que gira
    • Atracci disc-imants (fixos): el disc aminora la seva velocitat

197. UD 11. Embragatges, frens i d'altres

Inversors de gir

• Important en mquines que puguin funcionar en dos sentits (autombils, per exemple) 198. Exemple: tren planetari
  • Planeta i bra solidaris: gir en un sentit 199. Bra bloquejat (deslligat del planeta): en sentit contrari
    • Planeta-satllit: inversi de gir