Quina és la diferència entre un arbre i un eix?

L'arbre és una peça cilíndrica que transmet moviment circular i parell. L'eix, en canvi, és una peça sobre la qual giren altres peces d'un conjunt mecànic.

Quan s'utilitza un acoblament mòbil?

S'utilitza quan la separació entre arbres ha de ser variable. Sol tenir arbres estriats i un maneguet també estriat que permet el desplaçament lateral.

Què és una junta Cardan?

És una unió feta amb una creuera, on s'acoblen les forquilles dels dos arbres. S'usa molt per transmetre moviment en automòbils i camions.

Elements mecànics i sistemes de transmissió: acoblaments, mecanismes i engranatges

Resum

El document repassa els conceptes bàsics de la mecànica i la transmissió de moviment: arbres, eixos i els diferents tipus d'acoblaments, des dels rígids fins als limitadors de parell. També explica els mecanismes articulats, les transmissions amb elements fixos i la relació de transmissió, i acaba amb els principals tipus d'engranatges i el seu ús.

Punts clau

Un arbre transmet moviment circular i un parell, mentre que un eix serveix de suport a altres peces que giren.
Els acoblaments rígids no permeten desalineació; els flexibles toleren una certa desalineació i absorbeixen vibracions; els mòbils permeten separació variable.
Els limitadors de parell (disc de fricció i passador cisallable) protegeixen el sistema davant de sobrecàrregues.
La relació de transmissió és i = W1/W2 = T1/T2.
Els engranatges rectes tenen dents paral·leles als eixos i són adequats per a velocitats baixes; els helicoïdals, en canvi, tenen més d'una dent en contacte i transmeten esforços majors.
El cargol sense fi acobla una rosca amb un engranatge i treballa amb eixos que es creuen a 90º.

Posa't a prova

Conceptes Fonamentals de Mecànica i Transmissió

Arbre

És aquella peça, generalment cilíndrica, capaç de transmetre un moviment circular i, per tant, també un moment o parell.

Eix

És simplement una peça, que generalment també sol ser cilíndrica, sobre la qual giren altres peces d’un conjunt mecànic.

Acoblaments

Els acoblaments són elements que permeten unir arbres o eixos per transmetre moviment o parell.

Acoblament Rígid

Són arbres que s'uneixen amb peces metàl·liques rígides que es fixen mitjançant cargols amb un sistema de brides o mitjançant cadenes evolvents. Els eixos no poden estar desalineats.

Acoblament Flexible

L’acoblament es duu a terme mitjançant una junta elàstica de goma, que permet una certa tolerància en l’alineació dels eixos, al mateix temps que pot absorbir vibracions.

Acoblament Mòbil

S’utilitza quan la separació entre arbres ha de ser variable. Per aquest motiu, normalment, els arbres solen ser estriats i entre aquests s’acobla un maneguet també estriat al seu interior, que permet el desplaçament lateral de l’arbre i la transmissió del moment torsor o parell motor.

Junta Cardan

És una unió que es realitza mitjançant un element anomenat la creuera, sobre la qual s’acoblen les forquilles que van al final dels dos arbres. Aquesta junta és molt utilitzada per transmetre moviment en automòbils i camions entre la caixa de canvis i les rodes mitjançant el diferencial, i també en les direccions.

Limitadors de Parell

Els limitadors de parell són dispositius que protegeixen els sistemes mecànics en cas de sobrecàrrega, limitant el moment torsor transmès.

Disc de Fricció

S’acobla entre l’arbre i la politja o roda dentada que transmet el moment, de manera que a través d’una rosca es pot ajustar la pressió entre el disc, l’arbre i la roda.

Passador Cisallable

Es col·loca entre l’arbre i la roda, de manera que el passador està calibrat per suportar un determinat esforç de cisallament, a partir del qual es talla i desconnecta la transmissió.

Mecanismes Articulats

Mecanisme de Quatre Barres Articulades

És un dispositiu molt simple format per quatre barres unides entre si amb articulacions. Si les barres unides a l’estructura giren completament s’anomenen manetes, i si només oscil·len s’anomenen balancins.

Mecanisme Biela-Maneta

Transforma el moviment circular en moviment rectilini i a l’inrevés, de manera il·limitada, però tenint en compte que el moviment rectilini és alternatiu.

Biela Infinita

La funció de la biela la fa un mòbil que es desplaça dins de la baula, de la qual obtenim els efectes, però per tot la resta és com el mecanisme biela-maneta. Es pot trobar en màquines de vapor antigues.

Transmissió amb Elements Fixos

Aquest tipus d’unions s’empren quan s’ha de transmetre el moviment d’un eix a un altre paral·lel que es troba a una certa distància del primer. Bàsicament estan representades per les transmissions per corretja i per cadena.

Relació de Transmissió (i)

La relació de transmissió (i) entre dues politges indica el nombre de voltes que fa l’eix de sortida per cada volta que fa el d’entrada. Fórmula: i = W1/W2 = T1/T2.

Engranatges

Són mecanismes de transmissió de moviment circular mitjançant rodes dentades. Els tipus principals inclouen:

Engranatges rectes
Engranatges helicoïdals
Engranatges cònics
Engranatges interiors
Pinyó-cremallera
Cargol sense fi

Engranatges Rectes

Són els que transmeten moviment rotatori entre eixos paral·lels situats a poca distància. Les dents són paral·leles als eixos. S’utilitzen quan es treballa a velocitat de gir baixa i els esforços que es transmeten són relativament petits. El tall de les dents és recte.

Engranatges Helicoidals

A diferència dels rectes, tenen en contacte més d’una dent al mateix temps, de manera que poden transmetre esforços més grans.

Engranatges Cònics

Són els que transmeten el moviment entre dos eixos que es tallen. Els més usuals són els d’eixos rectes.

Engranatges Interiors

Tenen les dents a l’interior, en contacte amb l’altre engranatge. Per tant, els dos eixos es troben situats al mateix costat i giren normalment en el mateix sentit.

Pinyó-Cremallera

Es tracta d’una barra prismàtica amb dents, la cremallera, que engrana amb una roda dentada o pinyó. El moviment es transmet del pinyó a la cremallera o viceversa.

Cargol Sense Fi

Es tracta de l’acoblament entre una rosca i un engranatge, per la qual cosa sempre treballem amb eixos que es creuen a 90º.