wyk_ady z przek_adni- jezcze wiecej kó_ek(1).doc

(12806 KB) Pobierz

MECHANICZNE UKŁADY PRZENIESIENIA NAPĘDU

Wykład z Podstaw Konstrukcji Maszyn

Część II

MECHANICZNE UKŁADY PRZENIESIENIA NAPĘDU

(MECHANIZMY NAPĘDOWE)

Mądrość zaczyna się od rozpoznawania rzeczy pod ich właściwymi nazwami.

Chińskie przysłowie

Tim był tak uczony, ze potrafił nazwać konia w dziewięciu językach: jednocześnie tak głupi, że kupił krowę, aby na niej jeździć.

(Tim was so learned that he could name a horse in nine languages: so ignorant that he bought a cow to ride on).

Benjamin Franklin

„MACHINE DESIGN. An Integrated approach.” Robert L. Norton

Napęd kombinowany złożony z przekładni z pasami klinowymi, przekładni zębatej (reduktor) i przekładni łańcuchowej

NAPĘD, NAPĘDZANIE – wprawianie w ruch określonego urządzenia technicznego.

ZESPÓŁ NAPĘDOWY – urządzenie składające się z:

- SILNIKA: elektrycznego, cieplnego, wodnego, wiatrowego,

nuklearnego lub innego rodzaju, napędzającego, oraz

- UKŁADU PRZENIESIENIA NAPĘDU: mechanicznego, elektrycznego,

hydraulicznego lub innego rodzaju.

UKŁAD PRZENIESIENIA NAPĘDU - służy do przetwarzania energii SILNIKA w taki sposób, że ZESPÓŁ NAPĘDOWY może być racjonalnie wykorzystany do realizacji określonych zadań.

Przetwarzanie energii silnika w układzie przeniesienia napędu zwykle sprowadza się do zmniejszeniu (redukcji) PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ LUB LINIOWEJ przy jednoczesnym zwiększeniu MOMENTU OBROTOWEGO LUB SIŁY na wyjściu układu.

Należy zauważyć, że strumień mocy przechodzącej przez układ napędowy pozostaje niezmieniony, jeżeli pominie się straty energii spowodowane przekazywaniem ruchu. Ponieważ jednak straty te, w obecnie wytwarzanych mechanizmach są niemal zawsze nieuchronne, należy liczyć się ze zmniejszeniem mocy na wyjściu z układu w porównaniu z mocą na wejściu.

Uwaga!!!

UKŁAD PRZENIESIENIA NAPĘDU nie może spowodować zwiększenia mocy zespołu napędowego! Gdyby tak było to mielibyśmy do czynienia ze wzmacniaczem!

Najczęściej spotykane zadania to: wytwarzanie dóbr materialnych (produkcja), wytwarzanie innych rodzajów energii (elektrycznej, hydrauliczne i in.), przemieszczanie towarów i ludzi (transport).

MECHANICZNE UKŁADY PRZENIESIENIA NAPĘDU

Są to mechanizmy, podzespoły i elementy biorące udział w przenoszeniu NAPĘDU, tworzące strukturę w skład której wchodzą:

- przekładnie mechaniczne,

- mechanizmy do zmiany rodzaju ruchu: dźwigniowe, krzywkowe, korbowe, śrubowe, zapadkowe i inne,

- sprzęgła,

- łożyska,

- obudowy,

- wały i osie,

- koła zębate, pasowe, łańcuchowe i inne,

- pasy, łańcuchy i inne elementy pośrednie,

- elementy łączeniowe: śruby, wpusty, kołki i inne.

PRZEKŁADNIE MECHANICZNE

Przekładnia mechaniczna jest mechanizmem składającym się z dwóch lub więcej kół stykających się ze sobą lub rozsuniętych i opasanych wspólnym cięgnem.

Podstawowym zadaniem przekładni mechanicznej jest zmiana prędkości obrotowej i/lub momentu obrotowego przy możliwie małych stratach strumienia mocy przepływającego przez przekładnię.

PODSTAWOWE RODZAJE PRZEKŁADNI MECHANICZNYCH

CHARAKTERYSTYCZNE PARAMETRY PRZEKŁADNI

1. Moc, moment, prędkość kątowa:

, , stąd:

gdzie: M – moment obrotowy, Nm

N – moc, W

w - prędkość kątowa, rad/s

n – prędkość obrotowa, obr/min

Uwaga:

W ruchu postępowym moc, siła i prędkość liniowa związane są zależnością:

Gdzie: F – siła wywołująca ruch, N

v – prędkość ruchu, m/s

2. Sprawność przekładni:

gdzie: h – sprawność przekładni

Nwej – moc na wejściu przekładni, W

Nwyj – moc na wyjściu przekładni, W

3. Przełożenie przekładni

Przełożenie kinematyczne jednego stopnia przekładni:

Przełożenie geometryczne jednego stopnia przekładni:

gdzie: i1 – przełożenie jednego stopnia przekładni

w1, w2 – prędkości kątowe koła czynnego i koła biernego,

na, nb – prędkości obrotowe koła czynnego i koła biernego,

Da, Db – średnice charakterystyczne koła czynnego i koła

biernego.

Jeżeli w przekładni nie występuje poślizg to przełożenie kinematyczne jest równe przełożeniu geometrycznemu.

Przełożenie przekładni wielostopniowej:

gdzie: in – przełożenie przekładni n-stopniowej,

– przełożenia poszczególnych stopni

przekładni

4. Największe obroty wału wejściowego przekładni:

Największe obroty wału wejściowego przekładni są podawane przez projektantów lub producentów przekładni. Jest to charakterystyczna dla danego typu i wykonania wielkość wynikająca z rodzaju i jakości zastosowanych materiałów i rozwiązań konstrukcyjnych.

UDZIAŁ RÓŻNYCH RODZAJÓW PRZEKŁADNI W BUDOWIE MASZYN

PORÓWNANIE WIELKOŚCI I NIEKTÓRYCH CECH UŻYTKOWYCH PRZEKŁADNI MECHANICZNYCH

Porównanie wielkości różnych przekładni do przenoszenia mocy 135 kW przy przełożeniu 4,3: a)pasowa, b)paskowo-klinowa, c)łańcuchowa, d)zębata.

PRZEKŁADNIE ZĘBATE

Zalety przekładni zębatych:

- zwarta budowa,

- stałe przełożenie,

- wysoka sprawność (do 0,99 na jednym stopniu),

- wysoka niezawodność i trwałość,

- duże przenoszone moce,

- możliwość pracy przy wysokich prędkościach obrotowych

Wady przekładni zębatych:

- stosunkowo wysoki poziom hałasu,

- wysoki koszt wykonania

PRZEKŁADNIE ZĘBATE O OSIACH RÓWNOLEGŁYCH

(WALCOWE I ZĘBATKOWE)

PRZEKŁADNIE ZĘBATE O OSIACH NIERÓWNOLEGŁYCH

(KĄTOWE)

KĄTOWE Z OSIAMI PRZECINAJĄCYMI SIĘ

(STOŻKOWE)

KĄTOWE Z OSIAMI NIEPRZECINAJĄCYMI SIĘ

(HYPERBOIDALNE, ŚRUBOWE, ŚLIMAKOWE)

DAWNE PRZEKŁADNIE ZĘBATE

Vitruvius „De Architectura”

WALCOWE PRZEKŁADNIE ZĘBATE

ZAZĘBIENIE EWOLWENTOWE

(Leonhard Euler 1707-1783)

Idealne zazębienie ewolwentowe można przedstawić za pomocą modelu bezpoślizgowej przekładni składającej się z dwóch szpul o promieniach rb1 i rb2 i cięgna (nici) przewijanej z jednej szpuli na drugą.

rb1, rb2 – promienie kół zasadniczych (w tym przypadku są to modelowe szpule)