Flashcards: Sistemes mecànics: màquines i transmissions

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. Com es defineix la relació de transmissió?

   $i = n_2/n_1$: velocitat de l'eix conduït entre la de l'eix motriu, totes dues en rpm.

2. 2. Com calcules la relació de transmissió en engranatges i en politges?

   Engranatges i cadenes: $i = z_1/z_2$, amb $z$ el nombre de dents. Politges amb corretja: $i = D_1/D_2$, amb $D$ els diàmetres.

3. 3. Error típic: la roda amb més dents gira més de pressa o més a poc a poc?

   Més a poc a poc: la velocitat és inversa al nombre de dents, $n_2/n_1 = z_1/z_2$. Cal dividir per les dents de la roda de sortida, no multiplicar-hi.

4. 4. Quan una transmissió és un reductor i quan és un multiplicador?

   Si $i < 1$ (la roda conduïda és més gran), és un reductor: baixa la velocitat. Si $i > 1$, és un multiplicador.

5. 5. Error típic: en un reductor, el parell també baixa?

   No, puja. La potència es conserva ($P = M\cdot\omega$): si la velocitat es divideix per 4, el parell es multiplica per 4, menys les pèrdues.

6. 6. Com es calcula la relació total d'un tren d'engranatges de diverses etapes?

   És el producte de les relacions parcials: $i_{\mathrm{total}} = i_1 \cdot i_2 \cdots$

7. 7. Què fa una roda boja intermèdia en un tren d'engranatges?

   Només inverteix el sentit de gir. No modifica la relació total, que depèn del pinyó d'entrada i de la roda de sortida.

8. 8. Quines dues característiques fan útil el mecanisme de cargol sense fi i corona?

   Dona reduccions molt grans, com si el cargol tingués una sola dent, i sol ser irreversible: la corona no pot fer girar el cargol, cosa que fa de fre de seguretat.

9. 9. Com passes una velocitat de rpm a rad/s?

   $\omega = 2\pi n/60$: una volta són $2\pi$ rad i un minut, 60 s. Per exemple, $1500\ \mathrm{rpm} \approx 157\ \mathrm{rad/s}$.

10. 10. Fórmula de la potència transmesa per un eix que gira, amb unitats.

    $P = M\cdot\omega$, amb el parell $M$ en $\mathrm{N\cdot m}$, $\omega$ en rad/s i $P$ en W. És la versió giratòria de $P = F\cdot v$.

11. 11. Error típic: puc fer $P = M\cdot n$ amb $n$ en rpm?

    No. La velocitat ha d'anar en rad/s; passa primer les rpm amb $\omega = 2\pi n/60$. Si no, el resultat no surt en watts.

12. 12. Què representen $\Gamma$ i $M$ als enunciats de transmissions?

    El mateix: el parell o moment, en $\mathrm{N\cdot m}$. La PAU sol fer servir $\Gamma$: $P = \Gamma\cdot\omega$.

13. 13. Quina relació compleixen els parells i les velocitats en una transmissió ideal?

    $M_1\cdot\omega_1 = M_2\cdot\omega_2$, perquè sense pèrdues la potència es conserva. Si la velocitat baixa, el parell puja en la mateixa proporció.

14. 14. Per què gairebé totes les màquines porten un reductor?

    Perquè els motors donen molta velocitat i poc parell, i el que sol caldre és justament el contrari.

15. 15. Com es defineix el rendiment d'una màquina?

    $\eta = P_{\mathrm{util}}/P_{\mathrm{absorbida}}$. Sempre és menor que 1, perquè part de la potència es perd en fricció i calor.

16. 16. Error típic: com combines els rendiments de diverses etapes en cadena?

    Es multipliquen, no se sumen: $\eta_{\mathrm{total}} = \eta_1\cdot\eta_2\cdots$. Sumar-los donaria un valor superior a 1, absurd.

17. 17. Què fa una màquina tèrmica?

    Transforma calor en treball: pren una calor $Q_1$ d'un focus calent, en converteix una part en treball $W$ i cedeix la resta, $Q_2$, a un focus fred.

18. 18. Fórmules del treball i del rendiment d'una màquina tèrmica.

    $W = Q_1 - Q_2$ i $\eta = W/Q_1 = 1 - Q_2/Q_1$. Es divideix per la calor absorbida del focus calent, no pel treball.

19. 19. Per què cap màquina tèrmica no pot tenir un rendiment del 100 %?

    Pel segon principi de la termodinàmica: sempre ha de cedir una part de la calor al focus fred perquè el cicle es pugui tancar. És una impossibilitat física.

20. 20. Fórmula del rendiment de Carnot.

    $\eta_{\max} = 1 - T_{\mathrm{fred}}/T_{\mathrm{calent}}$, amb les temperatures en kelvin. És el rendiment màxim teòric entre dos focus: cap màquina real el supera.

21. 21. Quina diferència hi ha entre el cicle Otto i el cicle Dièsel?

    L'Otto (motor de gasolina) encén la mescla amb una guspira; el Dièsel fa la combustió per compressió, sense guspira.

22. 22. Què és el manteniment correctiu i per què sol sortir car?

    Reparar la màquina quan ja ha fallat. Surt car per les aturades imprevistes de producció i perquè els danys solen ser més grans.

23. 23. Què diferencia el manteniment preventiu del predictiu?

    El preventiu actua per calendari o hores d'ús, encara que no calgui. El predictiu monitoritza l'estat real (vibracions, temperatura, soroll) i actua quan les dades ho aconsellen.

24. 24. Quines condicions compleix una estructura en equilibri?

    Equilibri de forces, $\Sigma F_x = 0$ i $\Sigma F_y = 0$, i equilibri de moments, $\Sigma M = 0$ respecte de qualsevol punt.

25. 25. Com es calcula el moment d'una força respecte d'un punt?

    $M = F\cdot d$, amb $d$ la distància perpendicular del punt a la línia d'acció de la força. Es mesura en $\mathrm{N\cdot m}$ i té sentit horari o antihorari.

26. 26. Quantes reaccions dona un suport mòbil, un d'articulat i un encastament?

    Mòbil (de rodet): 1. Articulat o fix: 2, una horitzontal i una vertical. Encastament: 3, dues forces i un moment.

27. 27. En analitzar una estructura, on convé prendre moments i per què?

    Al punt on hi ha més incògnites: les forces que hi passen tenen moment zero i desapareixen de l'equació, que queda amb una sola incògnita.