mekanika ikasleen koadernoa

24
MEKANIKA IKASLEAREN KOADERNOA 2.dbh

Upload: jelordi

Post on 12-Nov-2014

911 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

Page 1: Mekanika ikasleen koadernoa

MEKANIKA

IKASLEAREN KOADERNOA

2.dbh

Page 2: Mekanika ikasleen koadernoa

2

Aurkibidea orrialdea Plano iklinatua 3 Torlojua 4 Falka 5 Biradera 5 Polea-Txirrika 6 Polipastoa 6 Espeka 8 Eszentrika 9 Biela-biradera 9 Birabarkia 10 Polea-Txirrika 11 Engranajea 15 Kremailera 17 Katea 18 Torlojua 19 Trinketea 21 Kojineteak 21 Errodamendua 22 Kardan gitzarura 22 Sistema mekanikoak aztertzen 23

Page 3: Mekanika ikasleen koadernoa

3

Plano inklinatua:

Ariketak: 1.-Haietako zein da lan gehien egiten duena? Enborrak eta kupelak pisu berdina daukate eta altuera berdinera igo behar dira. 2.-Haietako zein da indar gehien egiten duena? Bi mutilen eginkizuna zama bat igotzea zen besterik ez da, leku batetik hasita altuera konkretu batetara ailegatzeko. Biek lortu dute, hau da, biek objektu bat eraman dute hasierako puntutik bukaeraraino (lan berdina eginez) baina haietako batek besteak baino indar gehiago egin du (nekatu da askoz gehiago) Haietako bati, makinak lagundu dio indar gutxiago egiten, nahiz eta lana berdina izan (ez dio ezer kentzen).

Plano inklinatua makina bakuna da. Ariketak: 3.-Zure hitz propioak erabiliz, makina bakun horren definizioa jarraian idatzi 4.-Zuk egindako definizioa zure taldekidekoekin parekatu eta denon artean haietako bat adostu edo beste berri bat sortu jarraian idatziz. Lana, formula honen bidez adierazten da: 5.-Zure irakasleari galderak eginez, ondoko esaldiak osa itzazu: W = lana da eta ................................. -(e)tan adierazten da F = indarra da eta ....................................... -(e)tan adierazten da d = lerro zuzeneko distantzia da eta ................................. -(e)tan adierazten da

W = F . d

Page 4: Mekanika ikasleen koadernoa

4

6.-Aurreko orrian agertzen diren irudiez baliatuz, dagozkien eskemak aztertuko ditugu. Osatu beheko aldean agertzen den koadroa.

7.- Zein kasutan egin beharko da indar handiago?. Zergatik Zein kasutan egin beharko da lan handiago?. Zergatik

8.-Osatu ondoko esaera. Plano inklinatu bat zenbat eta luzeago izan, orduan eta....

Torlojua: (Plano inklinatu baten aplikazioa da) Torlojua operadore mekaniko bat da eta asko erabiltzen da. Antzinatik baditugu albisteak bere erabilera aipatuz. Funtsean, plano inklinatu bat da, ardatz bat inguratuz. Plano inklinatu bat dela ikusteko ondoko ariketak garatuko ditugu: DIN A4 bat erabiliz, marra eta moztu irudian agertzen den bezalako hiruki bat, arkatz bat inguratzeko. Ikusi bere itxura eta torlojuarenarekin konparatu. Ondorioak atera eta jarraian idatzi

Egindako indarra ..............-koa izan da Egindako indarra ..............-koa izan da Egindako distantzia ..............-koa izan da Egindako distantzia ..............-koa izan da W = F . d = W = F . d = Egindako lana ..................-koa izan da Egindako lana ..................-koa izan da

enborra

F = 10 N.

kupela

F = 2 N.

2 m.

10 m.

Page 5: Mekanika ikasleen koadernoa

5

Falka: (Plano inklinatu baten aplikazioa da)

FALKA makina bakun bat da hiruki formako prisma bat izanez aplikatzen den indarra beste bi ezberdinetan deskonposatuz objektuarekin perpendikularki jarrita indar gehiago lortuz . Bi plano inklinatu dira, era konkretu batetan lotuta.

Ariketak: 9.-Eguneroko bizitzan plano inklinatu bikoitza edo falka erabiltzen da egoera ezberdinetan. Haietako bi gutxienez aipa itzazu

Biradera:

Errobol batekin osaturiko sistema bat da, bertan soka lotzen doa pisu bat igotzeko. Errobolaren ardatzari finkaturiko biraderan, indarra egiten da. Palanka bat denez, bere formula ondorengoa izango litzateke: Ariketak: 10.-Zein motatako palanka da? Ondoren egin bere eskema.

P . a = R . b

Page 6: Mekanika ikasleen koadernoa

6

11.-Zeintzuk izan daitezke errobola eta biraderaren diametroak? Soluzio guztien artean bi esan.

Polea: (Txirrikak) Bere erabilpenak ez du esfortzurik kentzen: indar berdina egin behar da baina esfortzuaren gauzatzea errazten du.

Polipastoa: (Poleen elkartea) Poleen elkarketa bat da, beraren bidez indar gutxiagorekin pisu handiak igo daitezke. Egin beharko dugun lana berdina izango da baina erosoagoa. Polipasto errazena finkaturiko polea bat eta beste mugikor batekin osaturik dago. Egin behar den indarra igo behar denaren pisuaren erdia izango da, baina sokaren ibilbidea polea arrunt baten altuerara irizteko bikoitza izango da. Polea mugikor gehiagorekin, egin behar den indarra murrizten joango da baina aldi berean erabili beharko den sokaren luzera

proportzionalki luzatzen joango da. (polikiago igoko da baina pisu gehiago igo dezakegu) Elkarketa ezberdinak behatu:

Page 7: Mekanika ikasleen koadernoa

7

Esperientziak: Pisua eta egin behar den indarraren erlazioa frogatzeko, ondorengo muntaia behatu ondorioak atera. Poleen erabilpena: Jadanik, Alejandriako Hero antzinatasunean, poleak erabiltzen trebea izan zen. Behatu garabi eta paretak zuzentzeko erabilitako sistema xelebreak. Asmatzaile trebea. Primerako asmatzailea!

Asmatu: Polea eta elementu mekaniko ezberdinen laguntzaz tresna bat diseinatu indar handiak aplikatzeko. Ondoren jarriko duzun orri batean marraztu diseinua eta atalka azaldu bere funtzionamendua eta erabilpena. Ez ahaztu zure asmakizunari izena ematen.

Page 8: Mekanika ikasleen koadernoa

8

Espeka: Metalezko (edo erresistentzi asko duen beste edozein materialezkoa) zati bat da forma bereziduna eta ardatz bati lotuta. Bere ondoan etengabe ukitzen egon behar den JARRAITZAILE bat jarri behar zaio. Zure ezkerrean operadoreei buruz egindako proiektu bat ikus dezakezu.

Ariketak: 12.- Mekanismo bat marraz ezazu, arreta esaten duen panpina baten besaurreak gora eta behera mugi daitezen, zebra bide baten ondoan kokatzeko. 13.-Irudiko bi espeketatik zeinek funtzionatuko du hoberen? Erantzuna arrazoitu. 14.-Beheko piezak behatu. Automobilen motorretan oso arrunta da. Zein izan daiteke bere izena eta erabilera ikertu. Adibide bezala, 4 denborako motorren balbulen funtzionamenduaren eskema eskaintzen dizugu eskuin aldean.

Page 9: Mekanika ikasleen koadernoa

9

Eszentrika: (Espeka) Gurpil bat da, bere erditik pasatzen ez den ardatz baten inguruan biraka dabilena. Honek mugimendu irregularra sortarazten dio. Mugimendu irregular hori da behar duguna: motor baten mugimendu zirkularra (birakakoa), zuzenean ( joan etorrikoa) eraldatu behar dugu. Inguratzeko zerra izan daiteke biraka dabilen motor baten adibidea. Zerrak gora eta behera egiten du. Ariketak: 15.-Ondorengo pieza behatu eta beraren abiadura eta mugimenduaren eraldaketa aztertu. Zeintzuk dira mugimendu desberdinak? Mugimendu bakoitzean, abiadura berdina dago? Eraldaketa sortzen duen eszentrikoa identifikatu.

Biela-biradera: Birako ardatz bati hurbil aplikatzen den bigarren mailako palanka bat, biradera da. Biradera, elementu zurrun edo berari loturiko barra edo birakako (eszentrikoa, biradera, ...) elementu bat da. Ondorengo irudian, sistemaren zatiak eta bere funtzionamendua behatu. Biraderaren lekualdatzearen gehiengo eta gutxiengo muturrak bere KARRERA finkatzen duela kontutan hartzen badugu irudiko sistemaren KARRERA zein izango litzateke?

Page 10: Mekanika ikasleen koadernoa

10

Biela-biradera mekanismoak mugimendu zirkularra zuzenera eraldatzea onartzen du eta alderantziz. Ariketak: 16.-Ondorengo marrazkian biela eta biradera identifikatu:

Birabarkia: Biradera (Manibela) batzuk elkartzen ditugunean ondorio anizkunak egiteko BIRABARKI bat erabiltzen dugu.

Gasolinadun kotxe baten motorra 4 denboratakoa da, nahiz eta gurpiletara pasatzen den bultzatzaile lana batean bakarrik egin. (eztandakoa edo hirugarren denborakoa). Behatu denborak zilindro baten barruan ( 4 dauzka)

Ariketak: 17.-Aurreko zilindroa berdina da baina 4 mugimendu ezberdinetan. Zenbat bira denbora bakoitzean ematen ditu birabarkiak? (manibela, biela eta zilindroaren pistoiarena da). Behatu eta osatu taula. Denbora Zª Izena Birak 1 onarpena 2 konpresioa 3 eztanda 4 ihesa

Page 11: Mekanika ikasleen koadernoa

11

18.-Betiko motor batek zenbat zilindro dauzka? Zenbat manibela osatzen dute birabarkiak? Zein da manibela eta zilindro zenbaki horren arrazoia? Irudia behatu eta erantzun: Behatu bolen irteera kontrolatzen duen tobera baten proiektua, edo jostailu mugikor txiki batean, birabarki baten erabilpena.

Ariketak: 19.-Mugimendua birabarki baten bidez pasatzen den jostailuren bat diseinatu eta ondoren jarriko duzun orri batean, bere diseinua egin. Biela bat birabarki bati nola lotu:

Polea: (Txirrika) Lehen mailan ikusi genuen bezala, poleak mugimendua eta indarra bidaltzeko gai da. Normalean, gurpil baten itxura dauka baina artekaduna bertatik uhal bat pasatzeko eta erdian zulo bat bira ardatz erabiltzeko. Erabilpen anitzak dauzka baina aipagarrienak hauexek dira: • mugimendua pasatu:

⇒ marruskaduraren bidez ⇒ abiadura murriztuz ⇒ abiadura biderkatuz ⇒ norantza aldatuz ⇒ norabidea aldatuz

• zamak igoz:

Zilindro Zª …….. Manibela Zª ……

Page 12: Mekanika ikasleen koadernoa

12

Marraskaduraren bidez: Batzuetan espazio faltagatik, mugimendua pasatzeko uhal bat erabili beharrean marruskaduraren bidez polea bat bestearen kontra jarriz lortzen da. Ondorengo irudietan argi ikus dezakezu:

Abiadura murriztuz: Eragile polearen erradioa eroalearena baino txikiagoa bada, abiadura gutxitzen doa, baina mugimendu honekin, indarra lor genezake.

Transmisio erlazioa :

Abiadura biderkatzen: Aurrekoaren alderantziko egoera izango litzateke eta formula berbera erabiliz. Irudia behatu: Ariketak: 20.-8 eta 24 erradioko bi polea dauzkagu. Polea handiak txikitik tiratzen baldin badu Zein izango litzateke transmisio erlazioa? Polea handiak minutuko 60 erreboluzioetan biratzen badu, zein izango litzateke polea txikiaren birakako abiadura? 21.-Atea igotzeko sistema behatu. Mugimendua murrizteko edo biderkatzeko sistema bat da? Zergatik?

gidaria diametr Transmisio erl. = -----------------------

gidatua diametr

Page 13: Mekanika ikasleen koadernoa

13

Batzuetan sistema batzuk behar ditugu balore ezberdineko abiadura edo indarrak lortzeko. Hau gertatzen da, euren artean loturiko polea multzoak eta ardatz batekoak erabiltzen ditugunean. Adibide bezala, zure teknologia gelako zulatzeko makina:

Norantza aldaketa: Uhal-transmisioa gurutzatzen badugu, polea bien biraren norantza kontrakoa izango da. Sistema honek abiadura handitu edo gutxi dezake. Irudiak behatu: Ariketak: 22.-Atea irekitzeko egin behar den motorraren mugimendua eta polea ezberdinena , gezien bidez markatu.

Page 14: Mekanika ikasleen koadernoa

14

Norabide aldaketa: Efekto hau marrazkadura edo uhalen transmisioaren bidez lor dezakegu. Ondorengo irudiak behatu:

Ariketak: 23.-Birabarkiak 3000 bira/minutuka biratzen badu, kotxeko alternadoreak eta haizegailuak irudian agertzen den moduan uhal eta poleen bidez loturik baldin badaude, zein abiaduratan biratzen daude,?

24.-Polea bien artean zeinek biratzen du azkarrago? Zergatik?

25.-Sistema honek funtzionatuko luke? Zergatik?

Page 15: Mekanika ikasleen koadernoa

15

26.-Zeinek biratuko du azkarrago; ezkerrekoa, erdikoa edo eskuinekoa? Denak norantza berdinerantz biratuko dute? Erlojuaren orratzen mugimenduan oinarriturik, polea bakoitza zein norantzan biratzen du?

Engranajeak: Gurpila eta polea ondoren, engranajeak sortu ziren. Makinak potentzia gehiago bidali behar zuten eta polea ez zen gai hori egiteko. Beraz, hortzak jarri zizkioten poleei eta marruzkadura egin beharrean, engranatzen zuen. Gurpil eragileak pinoian sartzen ditu bere hortzak, mugimendua bidaliz. Era zuzenean engranatzeko, bien hortzen tamainua berdina izan behar da. Hau, MODULOAren bidez neurtua eta finkatua dago. MODULOA hasierako diametroa () eta hortzen zenbakia (Z) Moduloa, 1 izango balitz (gelan normalean erabiltzen ditugun engranajeena) hasierako engranajeak dituen mm-en beste hortz daudela. Eta hasierako diametraoak, poleak edukiko zuena izango zen, mugimendua bestearen (komunikatzen den engranajea) marruskaduraren bidez, bidaliko balu. . Irudia behatu:

Bere sinbologia ondorengoa da:

m = Dh

Z

Page 16: Mekanika ikasleen koadernoa

16

Poleak bezala, transmisioaren abiadura handitu edo gutxitu ahal ditzakete. Transmisioaren erlazioa, formula honen bidez finkaturik dago: Engranaje gidariarenaren hortz kopurua Transmisio erlazioa = -------------------------------------------------- Engranaje gidatuaren hotz kopurua Ariketak: 27.-Hiru bikote engranajeak behatu eta zein sistemakoak diren identifikatu: biderkatzaile edo erreduktore eta bere zergatia.

Engranaje motak: Amaigabea: Mugimendua transmititzen da 90ºko ardatzen artean. Hari helikoidal itxurako torlojo bat da eta hortz bateko engranajea bezala hartzen da (nahiz eta luzea izan). Abiaduraren sekulako erreduktorea da baina ordea indarraren biderkatzaile handia ere (gogoratu kotxeko gurpilak aldatzeko katua)

Bere erabilpen guztien artean irudian agertzen dena aipa dezakegu.

Koroa: Engranaje arruntena da. Mugimendua ardatz paraleloen artean transmititzen da.

Konikoa: Ardatz perpendikularren artean mugimendua transmititzea onartzen du.

Page 17: Mekanika ikasleen koadernoa

17

Beste engranaje mota batzuk: HELIKOIDALA LINTERNA HIPOIDEA BARRUKOA

Ariketak: 28.-G kremailera, norantz mugituko da? Kremailera: (Mugimendu zirkularra zuzen batera bihurtu eta alderantziz) Gurpil horztun bateko bira abiapuntu moduan hartuz, beste gidari horztun bat (kremailera) mugi daiteke. Norabidearen arabera, kremailera aurrera edo atzera joango da era zuzen batetan:

Sinbologia normalizatua erabiliz, grafiko honen bidez sistemaren funtzionamendua arakatu:

G

Page 18: Mekanika ikasleen koadernoa

18

Eguneroko egoeretan erabiltzen den operadore mekaniko horren erabilerak aztertu:

Ariketak: 29.-Operadore mekaniko honen beste hiru aplikazio ezberdin aipatu. Katea: Bi engranaje kontaktuan ez daudenean, mugimendua, batetik bestera bidaltzen da, euren hortzetik engranatzen den kate baten bidez. Poleetan bezala urrunduriko bi ardatz konektatzen ditu: Engranajeen erradioaren tamainaren arabera, abiadura handiago edo gutxiago lortuko dugu. Bizikletan gertatzen da:

Ariketak: 30.-Bizikletan, platerak 60 hortz dauzka eta atzeko gurpilaren pinoiak 30. Ziklista batek 10 bira minutuko egiten baditu, zenbat buelta emango ditu atzeko gurpilak? Atzeko gurpilaren diametroa 80 zmkoa bada, zein da bizikletaren abiadura?

Page 19: Mekanika ikasleen koadernoa

19

Torlojua: Beste operadore bat da, mugimendu zirkularra zuzenean eraldatzen duena baina ez alderantziz. Alde batera edo bestera bira egiterakoan, torlojua aurreratzen edo atzeratzen da. Operadore mota honen erabilgarritasun batzuk ondorengo irudietan ikus ditzakezu.

Ariketak: 31.- Behatu makina hau. Identifikatu torlojua eta bere funtzionamendua azaldu. Hau da, ematen den pausu bakoitza eta lortzen dena, parte hartzen duten operadore mekanikoak izendatuz.

32.-Argazkia behatu. Gure etxeko sukaldetan dagoen tresna arrunt bat da. Torlojua identifikatu eta bere funtzionamendua zatika azaldu.

Bazenekien, gehienetan lotzeko erabiltzen dugun torlojua benetan plano inklinatu bat dela bere helikoide itxuragatik torloju bihurtzen dena? Pisu batetik aurreko edo ondorengo aldea PASO deritzogu (mm-etan) eta buelta oso bat ematerakoan sortzen den aurreratze zuzena (edo atzerapena) da. (mugimendu zirkularra)

Page 20: Mekanika ikasleen koadernoa

20

Ariketak: 33.- Orri hauetan azaltzen ez diren operadore honen hiru adibide eman eta dagozkien marrazkia egin.

34.-Atal honen hasieran mugimendu zirkularra zuzen batera eraldatzen dela baina ez alderantziz azaltzen genuen. Zergatik izan daiteke? Pista moduan honako hau duzu: bira asko ematen duen abiadura zirkular-angular handia zuzeneko abiadura txikian bihurtzen dela. Alderantziz, esfortzu handirik egiteko gai da, adibidez kotxe bat igotzea bere gurpila aldatzeko.

35.-Azaldu irudiko makinaren ibilera. Erabili hiztegi zuzena azalpenetan-

Amaigabeko torlojuaren beste ezaugarri bat gurutzatzen diren bi ardatzen artean mugimendua bidaltzea da. Baina gogoratu gidari elementua beti torlojua dela eta ez engranajea.

Page 21: Mekanika ikasleen koadernoa

21

Triketea: Ez itzultzeko elementu bat da: nahi ez den ardatz baten norabide aldaketa saihesten du. Bere erabilpen arrunta, segurtasun mekanismo bezala da.

Pendulozko erloju bat egin nahi baduzu, beharrezkoa da operadore mekaniko hau erabiltzea. Ondorengo diseinua behatu:

Kojineteak: Brontzezko zorro batzuk dira, marruskadurarik ez egoteko biratzen duen piezen artean jartzen direnak. Olioa lubrifikatzaile moduan erabiltzen da elementuen artean pelikula fin bat sortuz eta modu horretan ez dago higadurarik. (Automobiletan botatzen den olioak, funtzio berdina dauka)

Page 22: Mekanika ikasleen koadernoa

22

Errodamenduak: Kojineteak bezala marruskadura murrizten duten elementuak dira. Arruntenak BOLENAK dira. Hauen kasuan lubrikatzailea koipea da, olioa baino lodiagoa da. Badaude beste errodamendu mota batzuk, konikoak eta orratz-dunak.

Kardan giltzadura unibertsala: Mugimendu bat bidali nahi baldin badugu, ardatzen norabide ezberdinetara, juntagailu unibertsala erabiliko dugu, KARDANA.

Page 23: Mekanika ikasleen koadernoa

23

SISTEMA MEKANIKOAK AZTERTZEN Operadore mekanikoz osaturiko sistemak aztertuko ditugu. Euretan transmititzen diren mugimenduak, dagozkien noranzko eta sistemaren erabilgarritasuna, identifikatzen eta aztertzen saiatuko gara. Ariketak: 36.-Zer gertatzen da A biradera eskuinerantz biratzen badugu? ( 2. kokapena)

Page 24: Mekanika ikasleen koadernoa

24

37.-Motor batek erlojuaren noranzkora biratzen badu, intxaurra apur daiteke? Gezi bidez mugimendu ezberdinen noranzko eta norabidea erakutsi:

38.-Asmatzaile honek esnatzeko erabiltzen duen sistema, zatika jarraitu. Aztertu ia benetan funtzionatzen duen ala ez eta efektu-ondorioak identifikatu.