Skrekon.14.doc

230

25. PRZEŁADNIE  MECHANICZNE

              Przekładniami mechanicznymi nazywamy urządzenia, które przenosząc energię mechaniczną, służą zarazem zmianie prędkości obrotowej i przenoszonych momentów. Występująca często potrzeba zastosowania przekładni mechanicznej między silnikiem a maszyną roboczą wynika z niemożliwości otrzymania, na wale silnika, momentów i prędkości obrotowych takich, jakie są potrzebne do napędu maszyny roboczej.

              Takim samym celom jak przekładnie mechaniczne mogą służyć inne przekładnie, jak np. elektryczne, hydrauliczne, pneumatyczne. Jednakże w przekładniach tych zachodzi również zmiana postaci energii, co z uwagi na sprawność jest z reguły mniej korzystne. Np. w przekładni hydraulicznej zachodzi przemiana energii mechanicznej w energię ciśnienia płynu, i na odwrót, energii ciśnienia płynu w energię mechaniczną.

              Przekładnie mechaniczne są z reguły bardziej ekonomiczne od innych i bardzo dobrze nadają się do przenoszenia równomiernego ruchu obrotowego, który w napędach maszyn jest najpopularniejszy. Z tych względów przekładnie mechaniczne są w budowie maszyn najczęściej stosowane.

25.1. Rodzaje  przekładni  mechanicznych

              Z uwagi na rodzaj sił pośredniczących w przenoszeniu ruchu przekładnie mechaniczne można podzielić na: kształtowe, w których obciążenie przenoszą siły spójności i cierne, działające na zasadzie sił tarcia.

Do przekładni kształtowych zaliczamy - przekładnie zębate i łańcuchowe, a do przekładni ciernych - przekładnie pasowe i linowe oraz przekładnie cierne bezpośrednie.

              Z uwagi na wzajemne ustawienie osi wałów istnieją przekładnie równoległe, kątowe i zwichrowane.

              Ze względu na wartość przełożenia przekładnie dzielą się na:

                            -  reduktory -  i 1,

                            - multiplikatory - i 1 .

Wartość przełożenia w przekładni "i" może być stała (i = const) albo zmienna skokowo lub w sposób ciągły. Z uwagi na liczbę stopni rozróżniamy przekładnie jedno - dwu - lub wielostopniowe.

25.2. Przełożenie  przekładni

              W każdej przekładni wyróżnić można koło napędowe (pędzące) i koło napędzane (pędzone). Stosunek prędkości kątowej (obrotowej ) koła napędowego do prędkości kątowej (obrotowej ) koła napędzanego nazywamy przełożeniem (rys.25.1):

                                                                  (25.1)

Rys.25.1. Przełożenie przekładni jednostopniowej

              Dla przekładni kształtowej: zębatej lub łańcuchowej możemy napisać:

              stąd                               (25.2)

              Ponieważ                                oraz                 

przełożenie przekładni kształtowej:

                                          (25.3)

gdzie:              t              - podziałka zębów,

              z              - liczba zębów.

              W przekładni ciernej nieuniknione są poślizgi na powierzchni kół i pasa (cięgna), Poślizgi te powodują, że prędkość obwodowa V2 koła napędzanego jest nieco mniejsza od prędkości V1 koła napędzającego:

                                          (25.4)

gdzie: - liczba poślizgu.

              Przełożenie w przekładni ciernej

                                          (25.5)

              W przypadku przekładni wielostopniowej (rys.25.2) przełożenie całkowite jest równe iloczynowi przełożeń poszczególnych stopni.

.....                                                          (25.2)

Rys.3.168. Przekładnia wielostopniowa

25.3.  Przekładnie  zębate

              W przekładniach zębatych ruch obrotowy i energia mechaniczna przenoszona są z jednego wału na drugi za pomocą kół równomiernie uzębionych (rys.25.3).

Rys.25.3. Różne postacie przekładni zębatych

              Zależnie od wzajemnego ustawienia osi wałów, przekładnie zębate mogą być równoległe (rys.25.3a), kątowe (rys.25.3b) i wichrowate (skośne) (rys.25.3c,d).

              W zależności od kształtu wieńca rozróżniamy: koła zębate walcowe
(rys.25.3a,c) i stożkowe (rys.25.3b). Szczególną odmianą przekładni wichrowatej jest przekładnia ślimakowa, utworzona przez ślimak i ślimacznicę (rys.25.3d). Za pomocą napędu zębatego, złożonego z koła zębatego walcowego i listwy zwanej zębatką, czynny ruch obrotowy można zamienić na bierny ruch prostoliniowy lub odwrotnie (rys.25.3e), przekładnię taką nazywamy przekładnią zębatkową.

              W przekładniach zębatych równoległych osie kół zębatych walcowych są wzajemnie równoległe (rys.25.3a,f).

              Zęby kół mogą być proste (rys.25.3.a) lub śrubowe (rys.25.3b). Koła walcowe o zębach śrubowych mogą być lewe lub prawe, zależnie od kierunku skrętu zębów, podobnie jak w gwintach. Zęby śrubowe które zmieniają kąt skrętu (pochylenia) w środku szerokości wieńca (rys.25.3c), nazywane są zębami daszkowymi.

Rys.25.4. Koła zębate walcowe o zębach: a - prostych, b - śrubowych, c - daszkowych

              Koła zębate walcowe mogą mieć uzębienie zewnętrzne (rys.25.3a-e) lub wewnętrzne (rys.25.3f,g).

              Rozróżnia się przekładnie równoległe zewnętrzne, utworzone przez dwa koła walcowe o uzębieniu zewnętrznym (rys.25.3a) oraz przekładnie równoległe wewnętrzne, w których koło zewnętrzne, posiadające uzębienie wewnętrzne (rys.25.3g), obejmuje koło mniejsze o uzębieniu zewnętrznym (rys.25.3f).

25.3.1. Wielkości  charakteryzujące  koła  zębate

              Na rys. 25.5 przedstawiono ogólną budowę wieńca zębatego koła walcowego. Podstawą konstrukcji uzębienia jest koło podziałowe o średnicy dp, na którym przyjmuje się podziałkę t uzębienia, jako odległość mierzoną na kole podziałowym, między odpowiadającymi sobie punktami sąsiednich zębów. Walec o średnicy dp nazywamy walcem podziałowym.

Przyjmuje się                            t = m                                                     (25.7)

gdzie:  m  jest modułem uzębienia będącym ilorazem podziałki uzębienia do liczby .

              Moduł i podziałkę wyrażamy zawsze w mm. Znormalizowane moduły kół zębatych przedstawiono tabeli 25.1.

              Jeżeli na obwodzie koła podziałowego o średnicy dp znajduje się liczba zębów z usytuowanych w odległości równej podziałce uzębienia t, to można napisać, że:

dp = t z             

oraz średnica koła podziałowego

                                          (25.8)

Rys.25.5. Budowa wieńca zębatego koła walcowego

Tabela 25.1

Znormalizowane wartości modułu