Maszyna – urządzenie zawierające mechanizm lub zespół
mechanizmów, służące do przetwarzania energii lub wykonywania
pracy mechanicznej.
Mechanizm – zespół współpracujących ze soba czesci składowych
maszyny lub przyrządu spełniających określone zadnie, jak np.
przenoszenie ruchu ,sił.
Projektowanie
- Projektowanie – jest obmyślaniem nowych wytworów i układów
bądź sposobów przekształcenia dotychczas istniejących
-Projektowanie jest czynnością poprzedzająca wytwarzanie lub
przetwarzanie. Sa to dzialania zmierzające do zaspokojenia
potrzeb ludzkich.
-Projektowanie odnosi się do różnych dziedzin życia. Projektuje
się obiekty materialne oraz układy niematerialne. Projektuje się
więć zakłady przemysłowe, osiedla, szkoły, sieci transportowe,
systemy finansowe, systemy organizacji, maszyny, urzadzenia ,itp.
Fazy procesu projektowania
-Projektowanie koncepcyjne , które zaczyna się od analizy założen
i opracowania wstępnej koncepcji projektu
-Analiza projektu która, podlega na symulacyjnej analizie
projektowanego obiektu
-Projektowanie szczegółowe polegające na szczółowym
projektowaniu poszczególnych zespołów i elementów
-Optymalizacja
Konstruowanie
-Konstruowanie to: szczegółowe projektowanie maszyn, ich
zespołów i elementów
-Maszyną nazywamy układ materialny ,złożony z połączonych ze
sobą ciał wykorzystujących określony ruch, służący do
wykonywania pracy związaniej z procesem wytwórczym lub
przemianą energii
-Konstrukcją nazywamy abstrakcyjny obraz maszyny ze wszystkimi
jej cechami powstający w umyśle konstruktora
-Konstruowanie jest procesem tworzenia konstrukcji
Model
-Model –„modus”-„modulus” (miara, obraz, sposób)
-Modelowanie stało się podstawą badania systemów w
matematyce, fizyce, chemii, biologii, ekonomii, cybernetyce,
analizie dynamicznej maszyn MODEL - jest uproszczonym
odwzorowaniem rzeczywistego obiektu i posiada tylko niektóre
cechy obiektu – najistotniejsze ze względu na konkretny cel
modelowania np.: cechy geometryczne (model geometryczny),
ruch elementów (model kinematyczny), lub inne cechy
ZADANIE KONSTRUKCYJNE->PRZYGOTOWANIE MODELU
FIZYCZNEGO->OPRACOWANIE MODELU->SFORMUOWANIE
PROCEDURY->WYKONANIE OBLICZEŃ->OPRACOWANIE
DOKUMENTACJI
Do czego służą:
Służą do przenoszenia mocy za pomocą cięgien w postaci pasów
Składają się z dwóch lub więcej kół opasanych sprężystym
cięgnem w postaci jednego lub kilku pasów
Pomiędzy pasem a kołami istnieje docisk pozwalający na
przeniesienie przez tarcie siły obwodowej
Zalety przekładni pasowych
Płynność ruchu , Cichobieżność , Zdolność do łagodzenia zmian
obciążenia , Tłumienie drgań , Prosta i tania konstrukcja
Praca bez smarowania , Mała wrażliwość na rozstaw osi wałów
Możliwość uzyskania zmiennych przełożeń (np. Poprzez koła
schodkowe)
Wady przekładni pasowych
Stosunkowo duże wymiary , Duże obciążenie łożysk , Niestałość
przełożenia z powodu poślizgów, Niska odporność na wysoką
temperaturę , Niska odporność chemiczna , Niska odporność na
smary i zanieczyszczenia, Mniejsza sprawność w porównaniu z
przekładniami łańcuchowymi i zębatymi
Moc przekładni cięgnowej:
=
−
∗
Użyteczne napięcie pasa:
=
− [ ]
Prędkość pasa:
=
1 ∗ 1
2
=
2 ∗ 2
2
=
∗ 1 ∗ 1
19100
=
∗ 2 ∗ 2
19100
Napięcie w cięgnach:
= 19100 ∗ 1∗ 1
Siła obciążająca wał:
=
+
!
+ 2
!
" 2#
Przekładnia z pasem płaskim
Rzadko stosowana – głównie w maszynach rolniczych
Stosowane przy znacznej odległości osi kół
Zaleca się aby cięgno czynne znajdowało się na dole
Płaszczyzna osi kół nachylona do poziomu max 60 st
Regulacja napięcia pasa
Regulacja ciągła: rolki osadzone na dźwigni (siła od sprężyny lub
grawitacyjnie)
Można również wykorzystać siłę ciężkości samego silnika
Regulacja okresowa-skrócenie pasa zwiększenie rozstawu kół
pasowych
$
%&'
= $
(
+ $
)
+ $
*
$
(
=
+(∗,
-
,
$
)
= .
)
∗
/0
1
,
$
*
= ϒ
2
∗
*
3
)
Materiały na pasy
Pasy przekładni pasowych mogą być wykonane
ze skóry, tkaniny, gumy, tworzyw sztucznych lub stali.
Pas gumowy ma warstwę nośną z tkaniny bawełnianej lub sznurka
kordowego. Własności tych pasów są zbliżone do pasów
tkaninowo – gumowych i zależą głównie od gatunku gumy
Pas z tworzyw sztucznych ma wysoką wytrzymałość, zwiększona
dodatkowo przez wtopienie w pas linek stalowych – ta cecha
pozwala na zmniejszenie wymiarów przekładni
Pas stalowy wykonuje się z taśm o grubości 0,3-1 mm. Są one
rzadko stosowane. Ich zaletą jest duża wytrzymałość, natomiast
wady to duża sztywność gięta i mały współczynnik tarcia.
10. materiały na łańcuchy na koła
Do wyrobu łańcuchów stosuje się
stale konstrukcyjne węglowe 55
lub 65 albo stopowe 40H, 45H, 35HM hartowane i odpuszczane do
38-49 HRC. Sworznie są wykonywane ze stali do nawęglania 10
lub 15 albo stopowych 15H, 15HM utwardzanych do 50-62 HRC.
Do wyrobu tulejek i rolek stosuje się
stale 10 lub 15 nawęglane i
utwardzane do 484-60 HRC.
Cechy dobrego pasa:
-duża wytrzymałość na zrywanie, -odporność na ścieranie i
zmęczenie, -duży wsp. Tarcia, -mały moduł sprężystości na
zginanie, -duży moduł sprężystości wzdłużnej, -nie wrażliwość na
temp., -niska cena
Zużycie:
Wykonane z materiałów elastycznych oraz w czasie swej pracy
będąc rozciąganymi ulegają trwałym odkształcenia plastycznym,
innymi słowy wydłużają się. W celu uniknięcia niekorzystnego
wpływu wydłużania się w przekładniach tego typu niekiedy
stosuje się naciągacze pasa. Drugim efektem starzenia się pasa
jest utrata jego wytrzymałości na rozciąganie spowodowana,
strzępieniem się, drobnymi pęknięciami, przerwaniem elementów
zbrojących itd. Z obu powodów pasy muszą podlegać okresowej
wymianie. Częstość wymiany określa dokumentacja urządzenia.
Przekładnie mechaniczne:
Przekładnie cierne-cierna
Przekładnie zębate-walcowa, stożkowa, śrubowa, ślimakowa,
obiegowa, cykloidalna, falowa
Przekładnie cięgnowe-pasowa (płaskie, klinowe, okrągłe), linowe,
łańcuchowe(pierścieniowe, drabinkowe->sworzniowe, tulejkowe,
rolkowe)
OBLICZENIA:
-przełożenie (ns/nc)
-moc silnika N/sprawność –dobór silnika
-pasy: wybór pasów typ
-dobór na podstawie normy przekroju pasa –wymiary lxh
-odczytanie minimalnej średnicy skutecznej koła małego pasa
d1=f(typ pasa)
-obliczenie skutecznej średnicy koła dużego dp2=ipp*dp1
-obliczenie minimalnego rozstawu osi kół:
4
%56
=
78
+
7
2
+ 50
-maksymalny rozstaw osi kół
4
%&'
= 2 ∗
78
+
7
-obliczeniowy rozstaw osi kół –oraz przyjecie odległości
min
max
obl
a
a
a
≤
≤
-długość paska:
:
%56
= 2 ∗ 4
;<=
+
>
2 ∗ ?
78
+
7
@ +
78
−
7
4 ∗ 4
;<=
-dobór najbliższej znormalizowanej długości paska
-rzeczywisty rozstaw osi kół
4 = 4
;<=
+
B
C
DB
EFG
-kąt opasania koła małego
H
8
= 180
;
−
J
C3
DJ
CK
&
∗ 57,3
;
-dobór współczynników (długości pasa, trwałości, opasania,
przełożenia)
-średnica równoważna
O
P
= Q
5
∗
78
-prędkość liniowa pasa
1
1
60
p
d
n
v
π ⋅
⋅
=
-moc przenoszona przez jeden pas
8
= R , O
P
-teoretyczna ilość pasów
S
T
=
U
U
K
∗
V
W
V
X
∗V
Y
- wybranie rzeczywistej ilości pasów
1. Klasy przekładni cięgnowych:Rozróżnia się 6 wielkości
przekroju pasów oznaczonych literami Z, A, B, C, D, E
Klasyfikacja:
-pasowe z pasem:
a) płaskim- otwarte, półskrzyżowane, skrzyżowane
Stosowane pasy: skórzane, tkaninowo- gumowe, balatowe,
tekstylne, z tworzyw sztucznych i stalowe
b) klinowym,
c) zębatym,
d) okrągłym
-łańcuchowe (z łańcuchem płytkowym i zębatym)
budowa pasów zwykłych
Pasy składają się z warstwy nośnej 6, wykonanej z włókien o dużej
wytrzymałości, linek poliamidowych, a nawet stalowych, z
warstwy podatnej 7 (ściskanej) z gumy lub kauczuku oraz warstwy
tkaninowo- gumowej 5 (rozciąganej). Całość jest owinięta
zawulkanizowaną taśmą płócienną lub kordową 8. Budowa taka
zapewnia dużą wytrzymałość, giętkość i przyczepność oraz małą
rozciągliwość pasa. W pasie wyróżnia się powierzchnie:
zewnętrzną- 1, wewnętrzną- 2, boczną- 3, skuteczną- 4 oraz
wymiary: lo (ho)- szerokość (wysokość) i lp- szerokość skuteczną.
podstawy metod obliczeń
Moc przekładni pasowych:
(
)
v
S
S
N
B
C
*
−
=
-użyteczne napięcie pasa:
B
C
u
S
S
S
−
=
-prędkość liniowa pasa:
60
*
*
n
d
v
Π
=
d – średnica koła pasowego; n – ilość obrotów.
Wyznaczanie długości pasa:
-kąt opasania pasa styka się z kołem pasowym:
a
d
d
2
sin
1
2
−
=
γ
Napięcia w cięgnach i obciążenie wałów:
-siła użyteczna:
n
d
N
S
u
*
19100
=
,
1
*
α
µ
e
S
S
b
c
=
µ
- współczynnik tarcia;
α
1
– kąt opasania koła małego.
- siła obciążenia wału jest równa wypadkowej pochodzącej od
nacisku pasa na koło; jest równa sumie geometrycznej napięć w
cięgnach:
γ
2
cos
*
*
2
2
2
b
c
b
c
S
S
S
S
Q
+
+
=
- odległość między siłami Q:
θ
sin
*
a
e
=
γ
θ
tg
S
S
S
S
tg
b
c
b
c
*
+
−
=
Kinetyka przekładni pasowej:
- poślizg sprężysty – różnica prędkości obu cięgien do prędkości
cięgna roboczego:
%
1
≈
−
=
c
b
c
V
V
V
ξ
V
c
– cięgno czynne; V
b
– cięgno bierne
(
)
ξ
−
=
1
c
b
V
V
E
E
A
S
u
µ
σ
ξ
=
=
*
A – pole przekroju poprzecznego pasa; E – moduł sprężystości
wzdłużnej pasa;
Współczynnik napięcia pasa:
b
c
u
S
S
S
+
=
ϕ
Przekładnie pasowe klinowe:
- formowy współczynnik tarcia:
2
sin
'
α
µ
µ
=
α
- kat zarysu
- minimalna odległość osi:
50
2
2
1
min
+
+
=
d
d
d
(
)
2
1
max
2
d
d
d
+
=
Napięcie w
ogniwie łańcucha
w czasie
zazębiania się
z
kołami
łańcuchowymi jest
również
zmienne.
Zmiany te
odbywają
się
skokami. Pierwszy
ząb koła
napędzającego
wchodzący we
współpracę
z
ogniwem
obciążony jest
najbardziej, każdy następny coraz mniej. Oczywiście, identycznie
są
obciążone ogniwa. W przybliżeniu te skokowe zmiany
odbywają
się
według ciągu geometrycznego.
7. wzór Eulera
8
= ∗ Z
[∗\
8. krzywa poślizgu i sprawności
11. Sposoby napinania:
- pod jego ciężarem własnym;
- poprzez rolkę naprężającą;
- poprzez okresowe przesuwanie silnika na podstawie;
- poprzez odchylenie silnika.
Budowa łańcucha przekładni łańcuchowej (łańcuch ogniwowy,
sworzniowy, tulejkowy, rolkowy zębaty, rolkowy dwurzędowy)
x)ogniwowy
a) sworzniowy
b)tulejkowy c)rolkowy
Rolkowy dwurzędowy