Conceptes Fonamentals de Mecanismes i Transmissió de Moviment
Palanques: Avantatge i Desavantatge Mecànic
Una palanca és una màquina simple utilitzada per multiplicar o dividir la força aplicada.
- Avantatge mecànic: Una palanca multiplica la força inicial.
- Desavantatge mecànic: Una palanca divideix la força inicial.
Llei de la Palanca
La llei fonamental que regeix l'equilibri d'una palanca és:
F × Bf = R × Br (Força per Braç de Força igual a Resistència per Braç de Resistència)
Tipus de Palanques
- Primer grau: El fulcre es troba entre la Força (F) i la Resistència (R).
- Segon grau: La Resistència (R) es troba entre el fulcre i la Força (F).
- Tercer grau: La Força (F) es troba entre el fulcre i la Resistència (R).
Politges i Polispastos
Politges
Les politges són rodes amb la superfície lateral adaptada (gola) perquè una corda o una corretja hi pugui encaixar sense sortir-se'n. S'utilitzen per canviar la direcció de la força o per obtenir avantatge mecànic.
Polispastos
Un polispast és un conjunt de politges combinades (fixes i mòbils) que permet elevar un gran pes aplicant poca força.
La fórmula per calcular la força necessària és:
F = R / (2N) (On N és el nombre de politges mòbils)
Com més politges té un polispast, menys força s'ha d'aplicar per moure la càrrega.
El Torn
El torn és un mecanisme relacionat amb les politges. Consisteix en un cilindre sobre el qual s'enrotlla un cable o una cadena.
Al seu eix hi ha una manovella. Si el braç de la manovella és més llarg que el diàmetre del cilindre, això permet enrotllar el cable amb l'ús de menys força.
L'avantatge mecànic d'un torn es pot augmentar si se li acobla un mecanisme reductor d'engranatges.
Engranatges i Transmissió de Velocitat
Càlcul de la Velocitat de Rotació de les Politges
La relació de velocitat entre dues politges es calcula mitjançant la següent fórmula:
Dm × Nm = Ds × Ns
(D: Diàmetre; N: Velocitat de gir; m: Motor; s: Sortida)
Engranatges
Els engranatges són elements mecànics dissenyats per transmetre moviments giratoris.
- Es caracteritzen pel Nombre de dents (Z) i la Velocitat de gir (N).
- Si l'engranatge de sortida és més gran que l'engranatge motor, girarà més lentament (reducció de velocitat).
- Inversió del Sentit de Gir: L'engranatge motor gira en sentit horari i el conduït, en sentit antihorari.
Mecanismes de Transformació de Moviment
Pinyó i Cremallera
Mecanisme que permet transformar el moviment circular en moviment rectilini.
Exemples d'aplicació: Porta corredissa, tren cremallera.
Lleva i Excèntrica
Són mecanismes que transformen el moviment rotatiu d'un eix en moviment rectilini alternatiu.
- Excèntriques: Tenen forma circular.
- Lleves: Poden tenir qualsevol forma.
Biela i Manovella
La manovella és una palanca que permet fer girar manualment un dispositiu mecànic.
Si li acoblem una barra que pot girar lliurement en els seus dos extrems (la biela), obtenim un mecanisme biela-manovella. Aquest mecanisme permet transformar el moviment rotatiu de la manovella en un moviment rectilini alternatiu.
Junta de Cardan
La Junta de Cardan és un mecanisme de transmissió de moviment rotacional. Es fa servir per transmetre moviment entre dos eixos que han d'estar col·locats un a continuació de l'altre, fins i tot si no estan perfectament alineats.
Consta d'una creu, formada per dos braços perpendiculars. En cada braç, s'articula una forqueta fixada als extrems de cada eix. La creu es pot moure en les unions amb les forquetes, permetent la transmissió del moviment angular.