Sprzęgła i przekładnie

1. Sprzęgła i przekładnie Sprzęgła sztywne skrętnie Sprzęgła podatne skrętnie Sprzęgła cierne Sprzęgła specjalne Przekładnie cierne Przekładnie cięgnowe Przekładnie zębate

2. Sprzęgła Sprzęgła stanowią urządzenia do łączenia wałów w celu przeniesienia momentu obrotowego. Wały mogą być łączone za pomocą sprzęgiełtrwalelubokresowo. Sprzęgła mogą równieżbyć wykorzystywane dodatkowo do: • zmiany kierunku działania momentu, • kompensacji niewspółosiowości wałówlub ograniczania wartości przenoszonego momentu.

3. Sprzęgła sztywne skrętnie • Sprzęgło tulejowe kołkowane umożliwia trwałe łączenie wałów współosiowych. Jest ono stosowane jako sprzęgło przeciążeniowe (bezpieczeństwa) w przypadku zastosowania kołków (z miękkiej siali, miedzi, aluminium, tworzyw sztucznych) o niedużej, odpowiednio dobranej wytrzymałości na ścinanie. Po zadziałaniu zabezpieczenia (ścięciu kołka) kołek musi być wymieniony na nowy.

5. Podobne działanie masprzęgło łubkowe, które można montować bez rozsuwania wałów. Do łączenia silników z wałami urządzeń napędzanych są w wielu przypadkach stosowane sprzęgła tarczowe Sprzęgło tarczowe Sprzęgło łubkowe

6. Sprzęgło przegubowe Cardana umożliwia łączenie wałów zmieniających podczas pracy swoje wzajemne położenie. Podwójne sprzęgło Cardana umożliwia dowolne przemieszczanie wzajemne osi łączonych wałów.

7. Sprzęgło odsuwane Oldhama umożliwia wierne przenoszenie ruchu między wałami o osiach równoległych. Przy dużych niewspółosiowościach wałów ma ono małą sprawność i bywa stosowane do przenoszenia małych momentów.

8. Sprzęgła kołowe są zwykle stosowane do łączenia dwóch elementów osadzonych na tym samym wale, np. kół zębatych w skrzynkach przekładniowych. Są to sprzęgła rozłączne sterowane z zewnątrz.

9. Sztywne w kierunku skrętnym, a sprężyste w kierunkach poprzecznych są sprzęgła membranowe.Wykonane z cienkiej blachy lub tworzywa sztucznego membrany wykazujądużą sztywność w swojej płaszczyźnie, a małą w kierunku prostopadłym do niej; umożliwiają one przez to przenoszenie momentu między ramionami widełek i krzyżaka oraz wzajemnewychylenia kątowe tych ramion

10. Sprzęgła podatne skrętnie • Podatne skrętnie sprzęgła, w którychmoment jest przenoszony przez elementy odkształcalne, służą do zmniejszenia obciążeń dynamicznych. Najczęściej są stosowane sprzęgła z elementami gumowymi rzadziej z metalowymi. Podatne skrętnie są również sprzęgła ze sprzężeniem ciernym, sprzęgła hydrauliczne stanowiące zespół pompy i turbiny hydraulicznej oraz sprzęgła elektryczne, np. indukcyjne, działające na zasadzie silnikaindukcyjnego pracującego z poślizgiemzależnym od przenoszonego momentu.

11. Sprzęgła cierne • Sprzęgła cierne przenoszą moment przezsiłę tarcia wywołaną dociskiem powierzchni ciernych. Powierzchnie cierne mogąbyćpłaskie,stożkowe lub walcowe. Sprzęgła cierne są stosowane jako sprzęgła rozłączne przeciążeniowe (sterowane momentem) oraz sterowane z zewnątrz. Znajdują również zastosowanie jako sprzęgła odśrodkowe oraz jednokierunkowe.

12. Sprzęgło proszkowesprzęga wał z łożyskowaną na nimobudową za pośrednictwem żelaznego proszku zmieszanego z olejem. Strumień magnetyczny powoduje „klejenie się" cząstek proszku między sobą oraz do osadzonej na wale tarczy i ścian wewnętrznych tulei. W sprzęgłach tych występuje poślizg tylko między cząstkami proszku, wskutek czego zużyciu ulega jedynie łatwy do wymiany proszek.

13. Sprzęgła specjalne • Sprzęgło odśrodkowesprzęga silnik z urządzeniem napędzanym po osiągnięciu określonej prędkości obrotowej.

14. Sprzęgła jednokierunkowe pozwalają na przenoszenie napędu tylkow jednym kierunku; przy zmianie kierunku obrotów członu napędzającego sprzęgło ulega rozłączeniu. IGIEŁKOWE SPRZĘGŁA JEDNOKIERUNKOWE

15. Sprzęgło cierne jednokierunkowe zwane „wolnym kołem”, spełnia podobne zadanie jak sprzęgło zapadkowe i jest stosowane do odłączania napędu, jeśli człon napędzany, np. wskutek bezwładności, osiągnie większą prędkość obrotową od członu napędzającego. Sprzęgło takie w samochodach (rowerach) umożliwia jazdę rozpędem bez napędzania przez koła jezdne silnika (pedałów) i przenosi moment w kierunku wskazanym strzałką Wolne koło Sprzęgło zapadkowe

16. Przekładnie • Przekładnie służą do przenoszenia ruchuobrotowego z wału czynnego (napędzającego) na wał bierny (napędzany).Prędkości obrotowe wałów, czynnegoi biernego, są często różne, odpowiednioróżne są też przenoszone przez te wałymomenty. Wielkościami charakteryzującymi przekładnie są: przełożenie i sprawność. • Przełożenie przekładni - jest tostosunek prędkości kątowej wału czynnego do prędkości kątowej wału biernego • Sprawność przekładni - jest tostosunek mocy wykorzystywanej nawale biernym do mocy doprowadzanej na wale czynnym

17. Przekładnie cierne • W przekładniach ciernych energia jestprzekazywana przez siłę tarcia międzystykającymi się powierzchniami obrotowymi, nieuniknione jest przy tym powstawanie poślizgów. W budowie maszyn przekładnie cierne są wykorzystywane jako przekładnie o zmiennym przełożeniu, wariatory. Istnieje wiele rozwiązań takich przekładni. Zasada zmiany przełożenia po-lega zawsze na takim przesuwaniu elementów ciernych, aby współpracowały na zmiennych promieniach.

18. Zalety przekładni ciernych: • prosta budowa; • płynność pracy; • cichobieżność; • łatwość zmiany przełożenia; • możliwość stosowania przekładni odciążonych. • Wady przekładni ciernych: • duże naciski na wały i łożyska; • niska sprawność; • niestałe przełożenie; • przenoszenie małych sił (do 15 kW).

19. Materiały na te przekładnie muszą: • być odporne na zużycie; • mieć duży współczynnik tarcia; • mieć duży nacisk jednostkowy; • mieć duży moduł sprężystości; • mieć mały współczynnik tarcia wewnętrznego; • dobrze odprowadzać ciepło; • być niewrażliwe na wilgoć i zmiany temperatur (mała higroskopijność). • Kombinacje materiałów: • Stal hartowana po stali hartowanej. • Żeliwo po żeliwie. • Masy plastyczne na stali lub żeliwie.

20. PRZEKŁADNIE CIERNE ODCIĄŻONE Stosując je uzyskujemy odciążenie łożysk od sił poprzecznych, zmniejszenie gabarytów przekładni, duże przełożenia: przekładnie planetarne bębnowe od i=30 do i=2,5; kulowe od i=10 do i= -6. Przekładnie te przenoszą niewielkie moce (N12kW); są prostej konstrukcji (np. bębnowe); zapewniają nawrotność (np. bębnowe, kulowe);

21. Przekładnie cierne stożkowe • Przekładnie te stosuje się do przenoszenia napędu pomiędzy wałami o przecinających się osiach (zwykle pod kątem 90) jeżeli wierzchołki stożków znajdują się w jednym punkcie wówczas nie występują (teoretycznie) poślizgi geometryczne, co zwiększa sprawność przekładni. W przypadku kół ciernych stożkowych, których osie przecinają się pod kątem 90 przełożenie oblicza się podobnie jak w kołach zębatych stożkowych.

22. Przekładnie cięgnowe • Przekładnie cięgnowe umożliwiają prze-noszenie napędu na znaczne odległości,dzięki zastosowaniu długiegopośredniego cięgna, stanowiącego element o małej podatności na rozciąganie, a dużej - na zginanie.

23. Przekładnia pasowa – to dwa lub więcej kół + podatne cięgno (pas). • Zalety przekładni pasowej: • zapewnienie płynności ruchu i cichobieżności (łagodzi przeciążenia); • zabezpiecza mechanizm napędu od nadmiernych przeciążeń (poślizg); • umożliwia znaczną dowolność rozstawu kół (15m. – przekładnie pasowe, 8m. – przekładnie łańcuchowe); • przenoszenie różnych mocy od minimalnych do 1500 kW – pasowe i 3500 kW – łańcuchowe;

24. Wady przekładni: • mała zwartość; • wyciąganie i niszczenie pasa; • duże naciski na wały i łożyska; • niezbyt wysoka sprawność; • elektryzacja pasa; • niestałość przełożenia. • Rozróżniamy zależnie od cięgna przekładnie: • pasowe (pas-płaski, klinowy, okrągły, zębaty); • łańcuchowe (łańcych-płytkowy, zębaty).

25. Układy przekładni i warunki pracy: • przekładnie otwarte (z przesuwną rolką kierującą, z rolkami kierującymi); • półskrzyżowane (z rolką kierującą lub bez); • przekładnie skrzyżowane (gdy następuje zmiana kierunku obrotu). • Rozróżniamy przekładnie: • zależnie od stosowania rolek – bezrolkowe; • z rolką napinającą; • z rolką napinającą na sprężynie osadzoną na nie obciążonym cięgnie; • z jedną lub dwoma rolkami kierującymi.

27. Przekładnie pasowe z pasem klinowym • W/w przekładnie są otwarte i mogą pracować w każdym układzie. Najprostsza – dwa koła rowkowe opasane pasem klinowym W porównaniu do pasa płaskiego, pas klinowy ma większą przyczepność do koła, co pozwala zmniejszyć kąt opasania do 70, a zatem: • zwiększyć przełożenie; • zmniejszyć rozstaw osi kół; • przenosić napęd na jeden lub trzy wały, także pod pionowym ustawieniem wałów; • zmniejszyć napięcie wstępne pasa (mniejsze naciski na wały i łożyska). • Wady: • mniejsza żywotność pasa; • mniejsza sprawność przekładni (większe naprężenia gnące); • trudność łączenia pasa – stosujemy pas bez końca + urządzenie do napinania; Najczęściej stosuje się przekładnie pasowe z kół wielorowkowych i z odpowiedniej liczby równoległych pasów.

28. Pasy płaskie • Wymagania w stosunku do pasów: • mocne sprzężenie pasa z kołem; • wysoka sprawność przekładni; • odpowiednia wytrzymałość i żywotność pasa.. • Wybór materiałów pasa zależy od: • warunków pracy; • wymiarów pasa; • średnicy kół; • prędkości obrotowej; • środowiska. • Łączenie pasów: • zszywanie (trokiem lub dratwą) – czołowe lub na tzw. zakładkę gubioną; • klejenie lub zszywanie z klejeniem; • za pomocą elementow metalowych; • spawanie lub zgrzewanie (dla taść metalowych).

29. Materiały na pasy płaskie: • skóra (cena wyeliminowała je z użytkowania); • guma (warstwa nośna + tkanina bawełniana + guma); • balat lub naturalny kauczuk; • bawełna; • wełna; • tworzywa sztuczne (poliamid + wtopione linki stalowe); • stal ( 0,31) – małe ; • tkaninowo-gumowe (kilka warstw + tkaniny). Niektóre pasy tekstylne oraz pasy z tworzyw sztucznych są produkowane jako pasy bez końca o określonych długościach handlowych. Pozostałe maja końce łączone.

30. Przekładnie łańcuchowe– to dwa (lub więcej) koła łańcuchowe o specjalnym zarysie zębów, oraz opasający je łańcuch, złożony z ogniw łączonych przegubowo. • Wady przekładni łańcuchowych: • nierównomierność biegu w przypadku zbyt małej liczby zębów w kole; • duży koszt i dokładność wykonania łańcucha; • konieczność smarowania łańcucha i regulacji zwisu; • pewna nierównomierność ruchu, na skutek układania się łańcucha na wielokącie; • hałas, nierównomierność przenoszenia momentu przy osiach wichrowatych; • niezabezpieczenie innych mechanizmów napędu od przeciążeń. • Zalety przekładni łańcuchowych: • stałość przełożenia; • brak poślizgu; • małe obciążenie łożysk; • łatwy montaż i demontaż; • duża trwałość i zwartość konstrukcji; • przenoszenie dużej siły obwodowej; • przenoszenie napędu na dwa lub więcej wały przy ich pionowym ustawieniu. • duża sprawność  = 0,96  0,98%.

31. Łańcuchy napędowe: • nośne (dźwigowe); • transportowe (podnośnikowe); • napędowe. Łańcuchy: a) sworzniowy, b) tulejkowy, c) rolkowy, d) zębaty

32. Łańcuch płytkowy – podstawowa grupa łańcuchów napędowych. Ogniwa łańcucha składają się z cienkich płytek stalowych, połączonych przegubowo ze sworzniami (łańcuch Galla). • Łańcuch sworzniowy – składa się z płytek wewnętrznych, osadzonych luźno na czopach sworzni i płytek zewnętrznych, osadzonych na wcisk. Prędkość do 0,5 m/s (znikome zastosowanie). • Łańcuch tulejowy – na sworzeń jest osadzona obrotowo tulejka hartowana. Płytki wewnętrzne są osadzone na wcisk na tulejkę, a płytki zewnętrzne również wciskowo na sworzeń. Prędkość do 15 m/s. • Łańcuch rolkowy – składają się na przemian z ogniw zewnętrznych i wewnętrznych, o konstrukcji podobnej do łańcucha tulejkowego. Wprowadzono dodatkową rolkę obracającą się swobodnie względem tulejki osadzonej na sworzniu. • Łańcuch zębaty – ogniwa złożone są z cienkich płytek (1,5  2mm) o specjalnym zarysie ułożonych na przemian parami i połączonych przegubowo. Płytki mają zęby, w których powierzchnie robocze tworzą kąt  = 60. Jako zabezpieczenie od przesunięć bocznych służą płytki prowadzące umieszczone w środku łańcucha lub po bokach. Biorą one udział w przenoszeniu siły. Pożądana parzysta liczba ogniw. • Łączenie łańcuchów – za pomocą ogniw złącznych. Mają one dłuższy sworzeń z nakrętką, zatrzaskiem, zawleczką lub drutem. Nieparzysta liczba ogniw (niewskazane) – ogniwo złączne musi mieć płytki odpowiednio wygięte.

33. Przekładnie zębate • W przekładniach zębatych występujekształtowe sprzęgnięcie kół. Koła zębatemają na obwodzie wykonane zęby, które zazębiając się przekazując napęd. Koło zębate walcowe o zębach śrubowych Koło zębate walcowe o zębach daszkowych

34. Przekładnie zębate kątowe Do przenoszenia napędu przy osiach przekładni przecinających się są stosowanekoła zębate stożkowe. Powierzchniami toczącymi się po sobie bez poślizgu są powierzchnie boczne stożków tocznych o kątach wierzchołkowych pokrywających się ze stożkami podziałowymi, stykającymi się tworzącymi i mającymi wspólny wierzchołek. Głowy i stopy zębów są również ograniczone powierzchniami stożkowymi mającymi wierzchołki w tym samym miejscu. Przełożenie przekładni stożkowej jest określone podobnie jak walcowej. Współpraca kół stożkowych jest rozpatrywana jak współpraca kół walcowych o zarysach utworzonych przez rozwiniecie stożków czołowych.zwanych dopełniającymi. Koła stożkowe mogą mieć zęby proste, zbieżne w wierzchołkach stożków podziałowych lub krzywoliniowe.

35. Przekładnie zębate złożone z kół o zębach śrubowych, walcowych i stożkowych mogą przenosić napędy między osiami wichrowatymi. Szczególnym przypadkiem takiej przekładni jest przekładnia ślimakowa. We wszystkich przekładniach o osiach wichrowatych występują poślizgi wzdłuż linii zębów, które wywołują straty energii, przez co sprawność przekładni jest mniejsza niż przekładni o osiach leżących w jednej płaszczyźnie. Z tego wzglądu przekładnie o osiach wichrowatych wymagają dobrego i obfitego smarowania. Podwójna przekładnia ślimakowa

36. KONIEC • Bibliografia: Internet „Podstawy technologii i konstrukcji mechanicznych”- Andrzej Potyński AUTOR: Marcin Witkowski kl. IF