Przekładnie-mechanika

Przekładnia - mechanizm lub układ maszyn służący do przeniesienia ruchu z elementu czynnego (napędowego) na bierny (napędzany) z jednoczesną zmianą parametrów ruchu, czyli prędkości i siły lub momentu siły. Przekładnia może zmieniać: • ruch obrotowy na ruch obrotowy - najczęstszy przypadek, • ruch obrotowy na liniowy lub odwrotnie, • ruch liniowy na ruch liniowy. Przekładnia może być: • reduktorem (przekładnia redukująca) - gdy człon napędzany obraca lub porusza się z mniejszą prędkością niż człon napędzający • multiplikatorem (przekładnia multiplikująca) - gdy człon napędzany obraca lub porusza się z większą prędkością niż człon napędzający.

  1. Przekładnia - mechanizm lub układ maszyn służący do przeniesienia ruchu z elementu czynnego (napędowego) na bierny (napędzany) z jednoczesną zmianą parametrów ruchu, czyli prędkości i siły lub momentu siły. Przekładnia może zmieniać: • ruch obrotowy na ruch obrotowy - najczęstszy przypadek, • ruch obrotowy na liniowy lub odwrotnie, • ruch liniowy na ruch liniowy. Przekładnia może być: • reduktorem (przekładnia redukująca) - gdy człon napędzany obraca lub porusza się z mniejszą prędkością niż człon napędzający • multiplikatorem (przekładnia multiplikująca) - gdy człon napędzany obraca lub porusza się z większą prędkością niż człon napędzający. Dzielą się na cztery główne kategorie: • mechaniczne, • elektryczne, • hydrauliczne, • pneumatyczne.

  2. Przekładnia mechaniczna - przekładnia, w której zastosowano połączenia mechaniczne w celu uzyskaniu transmisji mocy i zmiany parametrów ruchu.

2.1. Przekładnia cięgnowa - przekładnia mechaniczna, w której fizyczny kontakt pomiędzy członem napędzającym i napędzanym odbywa się za pośrednictwem cięgna. Dzięki temu człony przekładni mogą być oddalone od siebie nawet na duże odległości. Pozwala to także zastosowanie bardziej swobodnej geometrii przekładni. Przekładnie cięgnowe dzielą się na:

  1. Przekładnie pasowe,
  2. Przekładnie linowe,
  3. Przekładnie łańcuchowe. 2.1.1. Przekładnie pasowe - przekładnia mechaniczna cięgnowa w której cięgnem jest elastyczny pas obejmujący oba koła pasowe - czynne i bierne. Rzeczywiste przełożenie jest zmniejszone o poślizg, jakiemu ulega pas na kołach pasowych. Poślizg pasa jest funkcją obciążenia, naciągu wstępnego pasa oraz stopnia jego zużycia. W przekładniach pasowych przekazanie napędu z koła na pas i z pasa na koło odbywa się dzięki połączenie ciernemu pomiędzy tymi elementami.
  4. Przekładnie pasowe z pasami płaskimi,
  5. Przekładnie pasowe z pasami klinowymi.

Przekładnie pasowe z pasami płaskimi stosowane są do przenoszenia napędu na dalsze odległości, nawet do kilkudziesięciu metrów. Stosowane często w agrotechnice. Dawniej powszechnie stosowane w pędniach - zintegrowanych napędach urządzeń przemysłowych. Koło pasowe przekładni z pasem płaskim mają kształt baryłkowy, który zapobiega zsuwania się pasa z koła. Przekładnie pasowe z pasami płaskimi, niegdyś w powszechnym użyciu, dziś używane są sporadycznie. Dodatkowo zabezpieczają przez przeciążeniem układu spełniając funkcję sprzęgła poślizgowego. W przekładniach z pasami klinowymi pas o przekroju trapezoidalnym wypełnia klinową przestrzeń koła pasowego, tworząc tym samym powierzchnię styku pomiędzy pasem o kołem. Często stosuje się przekładnie wielopasowe, w których na jednym kole z wieloma klinowymi żłobkami pracuje kilka pasów. Przekładnie klinowe służą do przekazania napędu na niewielkie odległości (do 10 m). Zaletą takich przekładni jest zwarta konstrukcja i cicha praca. Wraz z rozwojem technologii tworzyw sztucznych, gumy i kompozytów, przekładnie z pasami klinowymi znajdują coraz szersze zastosowanie w budowie maszyn. Są one w stanie przenosić duże moce, są sprawne i stosunkowo niezawodne.

2.1.2. Przekładnia linowa - w budowie maszyn przekładnia mechaniczna cięgnowa, w której cięgnem jest lina. Przekładnie linowe znajdują zastosowanie w przypadkach, gdy moc przenoszona jest na większą odległość (od kilku do kilkunastu metrów), przy dużych obciążeniach i stosunkowo niskich prędkościach. Geometria przekładni linowej jest podobna do geometrii przekładni pasowej.

2.1.3. Przekładnia łańcuchowa - przekładnia mechaniczna cięgnowa, w której cięgnem jest łańcuch. Wynaleziona i opatentowana w 1905 r. przez Gruzina, Szotha Bananashviliego. W takich przekładniach zęby kół łańcuchowych zazębiają się z elementami łańcucha przenosząc w ten sposób napęd. W przekładniach łańcuchowych stosuje się dwa typy łańcuchów - zębatkę i tzw. “schodki”. Ze względu na podobieństwa w konstrukcji tych łańcuchów także koła tych przekładni mają zbliżone konstrukcje. W przekładni z zębatką istotne jest prawidłowe ułożenie się ząbków w gniazdach układu kierowniczego. Ma ono zatem dość prostą geometrię, w której skład wchodzą dwa rzędy zębów chwytających łańcuch i dwa rodzaje gniazd w których łańcuch się układa. Koło jest także zaopatrzone w pałączek zabezpieczający łańcuch przed zsuwaniem się z felgi i pomagający w jego prawidłowym działaniu. Przekładnia z zębatką jest często stosowana, a to ze względu na jej zalety, jakimi są: • równomierność obciążenia i pracy, • brak jakiegokolwiek hałasu podczas pracy. Obszarami zastosowań tego typu przekładni są dźwigniki oraz inne mocno obciążone, wolnobieżne mechanizmy. Bardziej skomplikowana konstrukcja “schodków” pozwala na zastosowanie znacznie prostszych kół łańcuchowych, choć przy lekkim hałasie i znacznym obniżeniu maksymalnej prędkości. Przekładnie tego typu ze względu na tradycję stosowane są w Kawasaki i Porsche. Interesującym przykładem przekładni o zmiennym skokowo przełożeniu jest wielokrążek walcowy.

2.2. Przekładnia cierna - przekładnia mechaniczna, w której dwa poruszające się elementy (najczęściej wirujące) dociskane są do siebie tak by powstało pomiędzy nimi połączenie cierne. Siła tarcia powstająca pomiędzy elementami odpowiedzialna jest za przeniesienie napędu. Ze względu na jej charakter istnieje duża elastyczność w kształtowaniu geometrii przekładni ciernej. Także stosunkowo łatwo realizuje się wariatory cierne. Dodatkową zaletą takiej przekładni jest fakt, że spełnia ona także rolę sprzęgła poślizgowego. Wadą przekładni ciernej jest szybkie zużycie powierzchni ciernych, co obniża funkcjonalność przekładni, a także możliwość wystąpienia szkodliwego poślizgu pomiędzy elementami przekładni. Przy większych mocach występują też problemy z chłodzeniem przekładni.

2.3. Przekładnia zębata - przekładnia mechaniczna, w której przeniesienie napędu odbywa się za pośrednictwem nawzajem zazębiających się kół zębatych. Przekładnie rozróżnia się ze względu na: Ilość stopni: • przekładnia jednostopniowa (przykład a) - w której współpracuje jedna para kół zębatych, • przekładnia wielostopniowa np. dwustopniowa, trzystopniowa itd. (przykład b) - w której szeregowo pracuje więcej par kół zębatych; przełożenie całkowite przekładni wielostopniowej jest iloczynem przełożeń poszczególnych stopni. Przekładnie zębate są najpowszechniej stosowanymi przekładniami w budowie maszyn. Ich główne zalety, to: • łatwość wykonania, • stosunkowo małe gabaryty, • stosunkowo cicha praca, gdy odpowiednio smarowane, • duża równomierność pracy, • wysoka sprawność dochodzącą do 98% (z wyjątkiem przekładni ślimakowej). Natomiast do wad przekładni zębatych należą: • stosunkowo niskie przełożenie dla pojedynczego stopnia, • sztywna geometria, • brak naturalnego zabezpieczenia przed przeciążeniem. Oddzielną grupą przekładni zębatych są przekładnie obiegowe.

2.4. Przekładnia śrubowa - jest przekładnią mechaniczną złożoną z śruby i nakrętki. W przekładni tej zamianie ulega ruch obrotowy jednego z jej elementów na ruch liniowy drugiego. Przekładnia śrubowa ma zwykle niewielką sprawność energetyczną. Gdy kąt wzniosu gwintu śruby γ jest mniejszy od kąta tarcia ς przekładnia śrubowa staje się samohamowna. Jest to zjawisko bardzo pożądane, gdyż przekładnia taka, stosowana w mechanicznych podnośnikach samochodowych, nie wymaga już dodatkowych hamulców. Przykłady zastosowania przekładni śrubowej • podnośnik, • imadło, • napęd posuwu obrabiarek, • odciągi, sprzęgi i mocowania z śrubą rzymską, • regulowany wieszak do szafek kuchennych, • opaska zaciskowa ze śrubą.