Màquines i mecanismes 2nESO

MÀQUINES SIMPLES i MECANISMES

2n ESO

@racodetecnologies

Les Màquines

Classificació de les màquines

Parts d'una màquina

Tipus de moviments

Mecanismes de transformació

Mecanismes de transmissió

Màquines simples

Vídeo: Rosa Prehistòrica

SolidWorks i altres

Estàs fet una màquina!!!!

Energies de la natura

TREBALL

esforç

rapidesa

ben fet

Una màquina és un conjunt de mecanismes, amb moviments coordinats, que transforma una forma d’energia en treball útil o en un altre tipus d’energia.

Les màquines es poden CLASSIFICAR segons molts factors, nosaltres ho farem segons la seua complexitat: simples i compostes.

MÀQUINES SIMPLES: són dispositius senzills, amb un o dos elements que només requereixen d’una força per funcionar. Les màquines simples s’utilitzen per multiplicar forces o moviment. Exemples: palanca, roda, pla inclinat...

MÀQUINES COMPLEXES: transformen l’energia d’entrada, que pot provenir de la natura (vent, aigua o foc) o d’algun combustible, en energia mecànica o altres energies. En general, parlem de màquines motrius, com per exemple: un automòbil, una turbina, un tractor, un coet, un robot, etc.

Les PARTS FONAMENTALS d'una màquina són 4: l'estructura, el motor, els dispositius de control i els mecanismes.

Els mecanismes (que ens permetran transmetre força i moviment).

L’estructura (que és on es fixen totes les altres parts)

El motor (que és la peça fonamental encarregada de produir la transformació d’energia),

Els dispositius de control (elements d'accionament o aturada)

A les màquines s'empren 2 tipus bàsics de moviments: Giratori i lineal

MOVIMENT GIRATORI o CIRCULAR: l'operador no segueix cap trajectòria (no es trasllada), sinó que gira sobre el seu eix.

Continu, si el moviment es realitza sempre en la mateixa direcció i sentit.

Alternatiu, quan l'operador està dotat d'un moviment de vaivé, és a dir, manté la direcció però va alternant el sentit.

MOVIMENT LINEAL: l'operador es trasllada seguint la trajectòria d'una línia recta (la denominació correcta seria rectilini).

Continu, si el moviment es realitza sempre en la mateixa direcció i sentit.

Alternatiu, quan l'operador està dotat d'un moviment de vaivé, és a dir, manté la direcció però va alternant el sentit.

Les MÀQUINES SIMPLES són dispositius senzills, que s’apliquen per ampliar l’efecte d’una força i són la base per a la construcció d’altres màquines.

Eureka!!!!

POLITJA O CORRIOLA

POLIPAST

La PALANCA consisteix en una barra rígida capaç de girar al voltant d'un punt de suport o fulcre. Hi ha de 3 tipus

Dibuix d'Arquimedes que mou el món amb una palanca amb prou llargària, amb un punt de suport i situat a una distància prou gran per a bellugar-lo. Postulat Llei de la palanca. «Doneu-me un punt de suport, i mouré el món».

La RODA és un dispositiu en forma disc o torus. La seua operació fonamental és transmetre el moviment lineal en moviment angular.

EIX

DISC

Image captionL'olla de Bronocice és un recipient de ceràmica gravada, que conté en la seva decoració una de les imatges més antigues que es coneixen d'un vehicle amb rodes. Està datat pel mètode del carboni-14 entre el 3635 i 3370 aC.

POLIPAST

La POLITJA o CORRIOLA és una roda qué té la superfície central acanalada per la qual fem passar una corda o corretja. Funciona seguint el principi d'una palanca de 1r grau.

RODA ACANALADA

EIX

SUPORT FIXE

CORDA

F = R

Només s'utilitza una politja, i no estalvia esforç. Només serveix per canviar el sentit de la força que apliquem. S'utilitza per pujar pesos fent una força cap a baix, donat que és més fàcil.

El POLIPAST és una combinació de politges fixes i mòbils.

F = R/2n

Inconvenient: Necessitem més longitud de corda. Quantes més politges, més corda hem d'estirar.Avantatge: Hem de fer n vegades menys força. Avantatge mecànic.

POLITJA FIXA

POLITJA MÒBIL

La història explica que Arquímedes va inventar el polipast per desplaçar un gran vaixell que havien construït els habitants de Siracusa i eren incapaços de botar-ho a causa del seu enorme pes. Arquímedes ho va moure ell sol utilitzant el polipast.

El PLA INCLINAT és una rampa que permet elevar càrregues fents menys força que si ho férem verticalment.

PLA INCLINAT HELICOÏDAL (aplicació)

MECANISMES DE TRANSMISSIÓ permeten passar el moviment giratori d'un eix a un altre modificant la velocitat i el sentit de gir, però NO el tipus de moviment.

Politges amb corretja

Engranatges

Caragol sense fi - corona

POLITGES AMB CORRETJA transmeten el moviment giratori o de rotació per fricció, a través d'eixos paral·lels. La corretja més utilitzada és la trapecial.

i = n2/n1= D1/D2

Relació de transmissió: no té unitats de mesura. Podem relacionar velocitats n o diàmetres D.

n velocitat en rpm

D diàmetre de politja

i Relació de transmissió

Avantatges: Transmet moviment a llarga distància, silenciós i sense gaire manteniment. Inconvenients: La corretja pot lliscar entre poliges i no transmet grans forces.

ENGRANATGES transmeten el moviment giratori o de rotació a través de dents que encaixen a la perfecció, a través d'eixos paral·lels o perpendiculars.

i = n2/n1= Z1/Z2

Relació de transmissió: no té unitats de mesura. Podem relacionar velocitats n o nombre de dents Z.

n velocitat en rpm

Z nombre de dents de l'engranatge

i Relació de transmissió

Engranatges cònics (canvis de direcció)

Engranatges rectes

Avantatges: Transmet moviment molt fiable i precís, transmet grans esforços. Inconvenients: No serveix per a transmissió a distància (excepte engranatges amb cadena), necessita manteniment i és més sorollós.

Engranatges helicoïdals (Z formen un angle amb l'eix)

TRANSMISSIÓ PER CADENES incorpora els avantatges de les rodes dentades quant a la fiabilitat i la resistència de la transmissió i el de les politges pel que fa a la distància entre eixos.

La cadena no influeix en els càlculs de relació de transmissió

Avantatges: No existeix lliscament i transmet grans esforços a distància. Inconvenients: No pot agafar grans velocitats (solució: corretja dentada) i és molt sorollós.

El CARAGOL SENSE FI - CORONA s'utilitza per a reduir la velocitat entre eixos que es creuen (no reversible).

Avantatges: Transmissió de grans esforços amb una gran reducció de la velocitat. Inconvenients: Molt de desgast (fricció) i baix rendiment.

Biela - Manovella (CIGONYAL)

Pinyó - cremallera

Caragol - femella

Lleva - Excèntricaseguidor

Excèntrica: roda o disc que disposa el seu eix de gir desplaçat del centre de la circumferència

MECANISMES DE TRANSFORMACIÓ canvien o transformen el moviment circular en rectilini alternatiu o a l'inrevés, és a dir, SI modifiquen el tipus de moviment.

No reversible

Reversible

Reversible

Reversible

Reversible

Reversible

No reversible