Transmissió mitjançant engranatges

Els engranatges són mecanismes de transmissió de moviment circular mitjançant rodes dentades.

Les rodes actuen una sobre l’altra a través de les dents que s’intercalen, de manera que cada dent d’una roda n’empeny una de l’altra, obligant-la a girar.

La roda que està connectada a l’aparell motors’anomena roda motriu, i la que és empesa es diu roda conduïda. Moltes vegades, la roda petita rep el nom de pinyó, com és el cas de les cadenes, i la granrep el nom de corona.

En una transmissió de dos engranatges un sempre gira en sentit contrari al de l’altre, excepte quan es tracta d’un tipus d’engranatgesanomenat engranatges interiors.

Aquest sistema es fa servir per transmetre el moviment entre dos eixos relativament propers.

Poden transmetre grans esforços i grans velocitats.

Tipus d’engranatges

Engranatges rectes.

Són els que transmeten moviment rotatori entre eixos parallels 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.

Engranatges helicoïdals.

Normalment s’empren per transmetre moviment giratori entre eixos paral·lels encara que també poden transmetre el moviment entre eixos perpendiculars que es creuen o que es tallen.

Les dents formen un angle amb l’eix. A diferència dels engranatges rectes, tenen en contacte més d’una dent al mateix temps, de manera que poden transmetre esforços més grans.

les velocitats de gir poden ser més grans i tenir un nivell sonor inferior.

Engranatges cònics.

Són els que transmeten el moviment entre dos eixos que estallen.

Els més usuals són els que tenen les dents rectes. Canvien la direcció del moviment.

Engranatges interiors.

Tenen les dents a l’interior, en contacte amb l’altre engranatge.

Els dos eixos es troben situats al mateix costat i giren normalmenten el mateix sentit.

Necessiten menys espai.

El pinyó-cremallera.

Es tracta d’una barra prismàtica amb dents, la cremallera, queengrana amb una roda dentada o pinyó.

Quan el pinyó gira, la cremallera es mou lateralment en un sentit o en un altre segons el sentit de rotació. També es pot transmetre el moviment a l’inrevés: moure la cremallera perquè giri el pinyó.

S’utilitza quan cal transformar un moviment circular en un de rectilini o a l’inrevés, com ara per provocar el moviment d’obertura o tancament d’una porta corredissa a través d’un motor.

El caragol sense fi.

Es tracta de l’acoblament entre una rosca i un engranatge, perla qual cosa sempre treballen amb eixos que es creuen normalment als 90º.

La rosca o caragol s’anomena vis sens fi i sol tenir un o dos filets amb un perfil que s’adapta a les dents de l’engranatge. Amb aquest tipus de transmissió es poden obtenir relacions

de transmissió molt grans. Permet transmetre el moviment només en un sentit, és a dir, del motor que fa girar el vis sens fi a l’engranatge. Es sempre reductor de velocitat.

Característiques geomètriques dels engranatges rectes

Diàmetre primitiu (DP).És el diàmetre d’una circumferència teòrica que coincidiria amb el

diàmetre de la roda de transmissió si no hi hagués dents als engranatges.

Nombre de dents (z). Com és lògic, el nombre de dents sempre és equivalent a un

nombre enter.

Mòdul (m). És la relació entre la circumferència primitiva i el nombre de

dents:

Pas (p). És la llargada de l’arc que hi ha entre dos punts homòlegs de dues dents consecutives, mesurat sobre la circumferència primitiva.

Caixes de canvi de marxes i reductors

Els mecanismes de canvi de marxes s’utilitzen per obtenir diferents relacions de moment- velocitat entre l’entrada i la sortida d’una transmissió.

S'aplica a un gran nombre de màquines, sobretot en el camp de la locomoció. Màquines, automòbils, motos, camions, entre d’altres, solen incorporar aquest mecanisme, sense el qual difícilment serien efectius.

El canvi de marxes en les bicicletesEl moviment és transmès per una cadena metàl·lica des del

plat al pinyó fixat a la roda del darrere.En les bicicletes amb canvi de marxes, hi ha dos o tres plats i sis

o set pinyons, segons el tipus de canvi. Les diferents combinacions de plats i pinyons a través de la cadena possibiliten les diferents marxes.

Quan la cadena enllaça el plat més gran amb el pinyó més petit ens costa pedalar, ja que el moment o parell a l’entrada ha de ser molt més gran que a la sortida. Però, en canvi, ens movem ràpidament per poc que pedalem. Altrament, si a través del canvi de marxesenllacem el plat petit amb el pinyó més gran, ens costa poc pedalar, ja que ara el moment o parell d’entrada és proporcionalment inferior al de sortida en relació amb les velocitats. La bicicleta avançarà lentament encara que pedalem de pressa. Per tant, sempre es complirà la relació entre moments i velocitats angulars que hem estudiat abans:

Canvis de marxes als automòbils i en altres màquines

En els cotxes i en moltes màquines s’utilitzen canvis de marxes amb combinacions de politges o d’engranatges. En el primer cas es col·loquen en l’arbre motriu i esglaonadament politges de diferents diàmetres, i a l’arbre conduït les mateixes politges però invertides, laqual cosa s’anomena un con de politges. Si canviem la posició de la corretja que enllaça tots dos conjunts s’obtenen diferents relacions de velocitat i de moment o parell motor.