Qüestions d'engranatges 

Com t'ho faràs per...  

Dissenya (fes un croquis) i explica com haurà de ser un sistema de transmissió de moviment per tal que: 

• transfereixi el moviment però sense que canvïi el sentit de gir:

• tranfereixi moviment però amb canvi de sentit de gir:

• transfereixi moviment però amb canvi del pla de gir:

Qüestions d'engranatges 

  Abans d'entrar en matèria... 

• Què  entenem per un mecanisme de  transmissió en un conjunt mecànic?  Els mecanismes de transmissió s'encarreguen de transmetre moviments de gir entre arbres distants. Estan formats per un conductor, conduït i altres elements intermedis, que depenen del mecanisme particular. Una manovella o un motor fan el parell necessari per provocar la rotació del conductor. Les diferents peces del mecanisme transmeten aquest moviment al conduït, solidari als elements que fan el treball útil.
  
• Posa dos  exemples de transmissions que coneguis.
  • Tren d'engranatges compost
    
    
     
    
    
    El mecanisme està format per més de dues rodes dentades compostes, que engranen. Les rodes compostes consten de dues o més rodes dentades simples solidàries a un mateix arbre o eix.
    En el cas més senzill, s'utilitzen tres rodes dentades dobles idèntiques, de manera que la roda petita d'una roda doble engrana amb la roda gran de la roda doble següent. 
  
  
  • Politges
    
    
    

    
    El mecanisme està format per dues rodes simples acanalades, de manera que es poden connectar mitjançant una cinta o corretja tensa. El dispositiu permet transmetre el moviment entre arbres distants, de manera poc sorollosa.
     
• Posa dos exemples  de transmissions per engranatges.
  • Cremallera
  
  
  El mecanisme de cremallera està constituït per una barra amb dents, considerada com un engranatge de diàmetre infinit i un engranatge de dents rectes de menor diàmetre, i serveix per a transformar un moviment giratori de l'engranatge de menor diàmetre, en un moviment lineal o al revés.
  • Sistema de direcció d'un cotxe.
  
  
  
  
  
  El volant, en ser girat, fa que roti un engranatge que s'acobla a les dents d'una barra dentada. En funció del sentit de gir del volant aconseguirem que la barra es desplaci cap a la dreta o l'esquerra i això afectarà a la direcció del cotxe.

Problemes d'engranatges

1.  Calcula la freqüència de gir de sortida (n2)  i la relació de transmissió (i) d'un sistema de transmissió de moviment com el de la figura següent:

z1= 50 ; z2=125

n1=100 rpm

            n1 · z1 = n2 · z2   

          100 · 50 = n2· 125

           n2 = 100 ·50 = 40rpm

                  125

             i= z1                i: 50 = 0,4.

                z2                  125

• Un mecanisme reductor de velocitats fa girar la roda motriu a 40 rpm i la de sortida a 30 rpm. Dibuixa el sistema i calcula la relació de transmissió.

         

             i = n2                i = 30 = 0,75.

                 n1                    40

• Un sistema de transmissió per roda dentada fa girar la roda conduïda de 20 dents a 150 rpm. Sabem que la relació de transmissió del sistema és de 2,5. Calcula:                  

 z2= 20 dents ; n2= 150rpm
i= 2,5

          - La freqüència de gir de la roda motriu (n1)
        
              i = n2   =>  2,5 = 150  =>  n1 = 150 = 60rpm.
                  n1              n1           2,5                 

          - El nombre de dents de la roda motriu (z1)

              n1 · z1 = n2 · z2   

              60 · z1 = 150 · 20

              z1 = 150 ·20 = 3000 = 50 dents.

                      60      60

Mecanismo Excéntrica-biela-palanca 

Este mecanismo emplea, al menos, una excéntrica, una biela y una palanca colocadas sobre un soporte único, y conectados de la forma siguiente:

Desde el punto de vista de la palanca se nos pueden presentar dos casos:

• Cuando transformamos giratorio en oscilante, la potencia es suministrada por la biela a la palanca (el pie de biela será el punto de aplicación de la potencia).  
• Cuando transformamos oscilante en giratorio, el mecanismo biela-manivela es la resistencia y el pie de biela es el punto de aplicación de la resistencia. 

Utilidad

Permite obtener un movimiento giratorio continuo a partir de uno oscilante, o también, obtener un movimiento oscilante a partir de uno giratorio continuo.
Se puede encontrar en las máquinas de coser (para obtener el movimiento giratorio necesario en la máquina a partir del oscilante del pie), en los limpiaparabrisas de los automóviles...

Historia

El empleo de la manivela (eje acodado que se accionaba con las manos) para obtener un movimiento giratorio continuo en pequeñas máquinas tenía el inconveniente de dejar una sola mano libre para realizar el trabajo (hacer hilos, afilar, coser...), por lo que fue necesario inventar un sistema que liberase esa mano y permitiera emplear las dos de forma útil.
La solución llegó hacia 1530 cuando apareció la rueca de pedal (Johan Jürgens), lo que permitió mantener libres las dos manos para atender la fabricación de los hilos (más adelante este mismo sistema se aplicó a piedras de afilar y mucho más tarde a máquinas de coser). La rueca de pedal introdujo el sistema palanca-biela-excéntrica que sustituyó a sistemas anteriores, siendo posiblemente la primera aplicación práctica del sistema biela-manivela.