Unitat 3: Les Màquines Simples

INS de VilafantDepartament de Tecnologia

Índex

• Què és una màquina?• Parts d’una màquina• Moviments que realitza una màquina• Principis físics d’una màquina• Classificació de màquines• Màquines simples

Què és una màquina?• Conjunt de peces o òrgans acoblats que permeten aprofitar,

transformar, dirigir o reglar l’acció d’una força.

Parts d’una màquina

PARTS D’UNA MÀQUINA

L’ESTRUCTURA MECANISMES

Constituïda per una sèried’elements units emntre si que serveixent de suportdels mecanismes.

Constituïda per un conjuntde peces (eixos,rodes,guies, politges,engranatges,etc)que, acoblades entre si , transmeten, regulen o midifiquen l’energia i les forçes que actuen en una màquina.

Tipus de moviments de les màquines

Moviment RECTILINI Moviment CIRCULAR Moviment ALTERNATIU

És aquell que quan liapliquem una força se l’obliga a desplaçar-se descrivint una trajectòriaen sentit HORITZONTALo VERTICAL

És aquell que quan liapliquem una força se l’obliga a desplaçar-se descrivint una trajectòria CORBA

És aquell que quan liapliquem una força se l’obliga a desplaçar-se en descrivint una trajectòriaALTERNATIVA (sentit i direcció diferent)

Principis físic d’una màquinaExisteix diferents paràmetres físics a tenir en compte en una màquina :

Força Treball Potència Rendiment

F (N)

P(N)

W = F · X

en Joules (J)

WP = -------

t

W en Joules (J)

t en segons (s)

P en Watts (W)

P tb CV ,

1CV = 736W

P útil o consumida

η=--------------------

P absorb o cosumida

Classificació de màquines

MÀQUINES SIMPLES MÀQUINES COMPLEXES

La classificació segons el número d’elements i la manera com transmeten l’energia que reben

Són les que bàsicamentutilitzen l’energia muscular i serveixen de base per al disseny i la construcció d’altresmàquines .

�La palanca

�El pla inclinat

�La roda

�El cargol

�La manovella

�El torn

Es fonamenten amb les màquinessimples i són formades permecanismes que transformen el moviment de l’element motriu fins a la resta d’elements .

�Màquines motrius o motors : Converteix l’energia elèctrica en energia mecànica.

�Màquines generadores : A partir d’energia mecànica la transformen en elèctrica.La dinamo , o bé l’alternador.

�Màquines operatives: Transformentqualsevol tipus d’energia en treball. P.e. La serra

Màquina simple: La Palanca(I)Constituïdes per una barra rígida i llarga que es recolza sobre un puntFULCRE.En aplicar en un punt de la barra una força petita( que s’anomenaFORÇA o POTÈNCIA) aquesta permet vèncer una força més gran anomenadaRESISTÈNCIA, situada en un altre punt de la barra.

La Palanca(II): Tipus

Primer gènere

Segon gènere

Tercer gènere

La Palanca(II): Tipus

Primer gènere

Segon gènere

Tercer gènere

Palanca(III): Llei de la palanca

Exemple

Calcula el valor de la força F que serà necessaria pervèncer la resistència R

Màquina simple: Pla inclinat

�És un pla que té una inclinació respecte l’horitzontal.

�S’utilitza per desplaçar un objecte des d’un nivell fins un altre méselevat amb menys esforç que si s’enlairés el mateix objecteverticalment.

Màquina simple: Cargol i femella(I)

CARGOL

Peça cilíndrica o cònicaque té un canal exterior en forma d’hélixuniforme i contínua.

FEMELLA

És una peça amb un forat que té a la sevasuperfície interior una canal exterior en forma d’hèlix uniforme i contínua.

Si el canal de la femella i el del cargol són iguals , s’acoblen.

Màquina simple :Cargol femella(II)El mecanisme cargol-femella s’utilitza :

� Element de fixació per a unions desmuntables.

�Transforma el moviment circular en linial .Aplicació : Cargol sense fi

Quan el cargol és fix i fem girar la femella , aquesta avança o retrocedeixsegons el sentit de gir, i es desplaça longitudinalment un espai per volta igual a la distància p compresa entre dos filets consecutius, anomenat pas de rosca .

R és la resistència que s’ha de vèncer per desplaçar un cargol en fer-lo girar acoblat dins d’una femella .

en mm

en mm

en N en N

Màquina simple: cargol-femella(III)ELEMENTS BÀSICS D’UNA ROSCA :

� Pas de rosca p : distància entre dos filets

�Avanç d’una rosca a : distància longitudinal que recorre un mateix filet en feruna volta .

�Nombre de filets d’una rosca(n) a = n· p

�Secció del filet de rosca: triangular,rodona, etc

� Flanc

�Obertura

Màquina simple: cargol-femella(IV)CLASSES DE ROSCA .Les rosques es poden classificar segons les següentsconsideracions :

� Superfície on s’han fet :interiors(femelles)/exteriors(cargols)

�Sentit de gir:dretes/esquerres

�Nombre de filets : un sol filet, o de dos,o tres ,...

�Forma o secció de filet : quadrades,triangles ,..

� Sistema de mides utilitzat: mètric o europeu ( mm com a unitat de mesura ) ,i l’anglès o Whitwort ( polzada com a unitat de mesura).

Màquina simple: cargol-femella(V)

DESIGNACIÓ DE ROSQUES .

Sistema de rosca ens ve indicat pel DIÀMETRE DE ROSCA :

� M10 = SISTEMA MÈTRIC i que té un diàmetre de 10 mm

�W-3/8 = SISTEMA WHITWORT i que té un diàmetre de de3/8 de polzada ( 9,52 mm)

Màquina simple: La RODA

La roda va aparéixer per facilitar el transport de càrregues , però ha esdevingut la base d’altres màquines simples com: el torn, la politja,les rodes dentades ,roda hidràulica,etc.

Màquines simples: La manovella

S’utilitza per girar manualment elements o mecanismes.

Màquina simple: El torn

Format per un corró de fusta, acer , o un altre material, que porta fixadauna corda i que es sosté pels seusextrems en un suport adequat.

En un dels seus externs hi ha una manovella que quan s’acciona fa girar el corró i enrotlla o desenrotlla( depenent del sentit) la corda, la qualcosa fa baixar o pujar una càrregaamb més comoditat i menys esforç.

Màquina simple : La politja

Peça cilíndrica de pocgruix, amb un foratcentral on es fixa l’eix.

Les politges poden ser : planes, acanalades o dentades

Màquina simple : La corriolaPolitja fixada en el seu eixque ens permet pujar o baixar objectes.

Pel canal de la politja es fa passar una corda, en un dels extrems es penja una càrrega R i a l’altre s’aplicauna força F necessària perenlairar l’objecte .

R

F

Màquina simple : La politja mòbil

El punt de recolzament de la politza es troba sobre una corda, això li permet tenirmoviment de translació i rotació.

Cal fer una força igual a la meitat de la resistència que cal vèncer .

Màquina simple : El polispast

Combinació de diverses politgess’anomena polipast . La força necessàriaper vèncer la resistència és moltmés menor .

Màquina simple : La roda dentada(I)

Dents

Entrants

Engranatge : quan un entrant d’una roda toca la dent d’un altra

Màquina simple : La roda dentada(II)CARACTERÍSTIQUES BÀSIQUES D’UNA RODA DENTADA

� Nombre de dents Z

� Pas

�Mòdul

�Cap i peu de la dent

�Altura

�Diàmetre primitiu(circunferència primitiva)

�Diàmetre exterior(circunferència exterior)

Màquina simple : La roda dentada(III)1.Rodes amb dents rectes

2.Rodes amb dents helicoïdals

Màquina simple : La roda dentada(III)3.Roda amb dentat cònic

4.Roda amb dentat interior