background image

POŁĄCZENIA 
 

POŁĄCZENIA 
NITOWE

W  złączach  nitowych 

elementów 

stalowych 

stosuje  się  nity  ze  stali 

plastycznych  St2N,  St3N, 
St4. Do innych łączonych 
metali  stosować  nity  z 

podobnego  materiału  co 
materiały łączone. 

ZALETY:  brak  zmian 
strukturalnych 

mat. 

Łączonego, 

brak 

naprężeń wewnętrznych i 
odkształceń 

elementach łączonych 
WADY:  znaczny  ciężar 
połączenia, 

osłabienie 

przekroju 

elementów 

łączonych  (od13do40%), 

pracochłonność 
połączenia, 

trudność 

uzyskania 

szczelności 

połączenia. 

Zakuwanie  odbywa  się 
na  zimno  (stalowe  <  8-
10mm, 

mosiężne, 

aluminiowe,  miedziane), 
lub na gorąco 1000stC 

Połączenie  nitowe  może 
ulec 

zniszczeniu 

na 

wskutek: ścinania, 

zbyt  dużych  nacisków  na 
ścianki 

otworów, 

zerwanie 

elementu 

łączonego  w  miejscu 
osłabionym otworami. 

 
POŁĄCZENIA 

SPAWANE
 

 

 
 
ZALETY:  umożliwiaj  ą 
łączenie 

części 

metalowych  bez  użycia 

dodatkowych  elementów 
zwiększających 

ciężar 

całości, 

pozwalają 

uzyskać  szczelność  bez 
dodatkowych  zabiegów, 

nie 

wymagają 

rozbudowanego  zaplecza 

i  umożliwiają  łączenie 
przy  małym  nakładzie 
robocizny. 

WADY

Naprężenia 

wewnętrzne 

wywołane 

gradientami 

cieplnymi, 

zmiany  strukturalne  w 

materiałach  w  obszarze 
złącz, 

odkształcenie 

elementów łączonych. 
 
Wytrzymałość 

spoiny 

zależy 

od 

jakości 

wykonania spoin- zwykłej 

jakości, 

mocne, 

specjalne.  
Spoiny  mocne  wykonuje 

się  w  ważnych  złączach 
narażonych 

na 

naprężenia 
spowodowane 

obciążeniami  statycznymi 
lub  zmiennymi  o  dużej 
amplitudzie. 

Ich 

wykonanie 

wymaga 

wysokich 

kwalifikacji 

spawacza  i  stosowania 
metod 

gwarantujących 

dobrą 

jakość 

spoiny 

(kontrola wyrywkowa). 
Spoiny 

specjalne 

stosowane 

odpowiedzialnych 

złączach 

takich 

jak 

naczynia  ciśnieniowe  lub 
przy 

znacznych 

naprężeniach  zmiennych- 
pełna kontrola.  

Jakość  spoin  uwzględnia 
się  we  współczynniku  Z   
(k

t

’=z*z

0

*k

t

(z-jakość 

spawania  (z=0.5-zwykła 
jakość, 

z=1 

spoina 

mocna 

badana 

radiologicznie,  z

0

-rodzaj 

spoiny 

(1.czołowa-

rozciąganie 

0.75, 

ściskanie  0.85,  zginanie 

0.8, 

ścinanie 

0.65 

2.pachwinowa-wszystkie 

obciążenia-0.65.) 
Współcześnie  wprowadza 
się 

 

tylko 

jeden 

współczynnik s (k’

t

=s*k

t

), 

dla 

spoin 

czołowych 

(s=1-ściskanie,zginanie), 
(s=0.8-1-rozciąganie, 
zginanie), 

(s=0.6- 

ścinanie)  a  dla  spoin 
pachwinowych s=0.65. 

 
OBLICZANIE 

POŁ 

SPAWANYCH  (STANEM 
GRANICZNYM): 
Metoda  obowiązuje  w 

konstrukcjach  stalowych 
hal,  mostów,  suwnic, 

jezdni  podsuwnicowych, 
dźwignic.  Ogólna  postać 
warunku 

=F

obl

/A

s

R

F

obl

uogólnione 

obciążenie  obliczeniowe, 

R

s

wytrzymałość 

obliczeniowa  spoiny, 

uogólnione 

naprężenie 

obliczeniowe  (normalne, 

styczne),  A

s

-  uogólniony 

wskaźnik  wytrzymałości 

przekroju spoiny. 
Obciążenia  obliczeniowe- 

są  sumą  iloczynów  tak 
zwanych 

obciążeń 

charakterystycznych 

odpowiednich 
współczynników 

uwzględniających  
dynamiczny 

charakter 

obciążenia 

oraz 

prawdopodobieństwo 
wystąpienia 

obciążeń 

bardziej  niekorzystnych 
od 

obciążeń 

charakterystycznych bądź 
równoczesnego 
wystąpienia 

kilku 

obciążeń 

maksymalnych 

wartościach. 
Wytrzymałość 
obliczeniowa  spoin-  jest 

iloczynem  wytrzymałości 
obliczeniowej  stali    R  i 

współczynnika 

s. 

Rs=s*R. 
Wytrzymałość 

obliczeniowa  stali  R- 
otrzymuje 

się 

przez 

podzielenie 

minimalnej 

gwarantowanej  granicy 

plastyczności  Re  przez 
współczynnik 
materiałowy 

R=Re/

s

 

(

s

(Re<355Mpa)=1.15 

Współczynnik  s  określa 

się  w  zależności  od 
rodzaju 

spoiny 

naprężenia, 

granicy 

plastyczności oraz jakości 
złącza. 

przypadku 

konieczności 
uwzględnienia 

wpływu 

zmęczenia 

materiału 

wartość 

wytrzymałości 

obliczeniowej  R  mnoży 
się  przez  współczynnik 

zmęczeniowy  m

zm

.  Jego 

wartość 

zależy 

od 

rodzaju 

materiału, 

rozwiązania 
konstrukcyjnego  węzła, 

przewidywanej  trwałości 
oraz 

charakterystyki 

cyklu  zmęczeniowego R* 

m

zm

Zastosowanie 

metody 

stanów  granicznych  w 

konstrukcjach 
maszynowych 

jest 

ograniczone 

brakiem 

informacji  o  obciążeniu 
obliczeniowym. 

 
POŁĄCZENIA 

ZGRZEWANE
Zgrzewaniem  nazywamy 
nierozłączne  połączenie 

materiałów 

przez 

miejscowe 

podgrzanie 

łączonych 

części 

do 

stanu  ciastowatości  i 

dociśnięcie do siebie. 
Podział 

sposobów 

zgrzewania: 

a)według  źródeł  ciepła-
ogniowe, 

gazowe, 

mechaniczne 

(tarcie, 

zgniot), elektryczne b)wg 
kształtu 

zgrzeiny-  

punktowe, 

garbowe, 

liniowe 

Połączenia 

zgrzewane 

należy  tak  kształtować 

aby  występowały  tylko 
naprężenia ścinające. 
 

POŁĄCZENIA 
KLEJOWE 

Zalety

równomierny 

rozkład  naprężeń,  brak 
skurczu 

własnych 

naprężeń, 

gładka 

powierzchnia, 

nie 

wymagają 

wysokich 

temperatur, 

nie 

powodują 

zmian 

strukturalnych, 

istnieje 

możliwość 

łączenia 

dużych materiałów . 
Wady:  mała  odporność 

na  rozwarstwienia,  mała 
odporność 

na 

temperaturę, konieczność 

stosowania  zacisków  i 
pras  przy 

niektórych 

klejach. 
Wytrzymałość  połączeń 
klejowych  zależy  od- 

mechanicznych 

technologicznych 

własności 

klejonego 

materiału 

kleju, 

warunków 

wykonania 

konstrukcji 

złącza 

rodzaju obciążeń. 

Współczynnik  spiętrzenia 
naprężeń 

t

=f(c1/c2*c

s

/c

1

(c1/c2=E

1

*g

1

/(E

1

*g

1

)) 

(c

s

/c

1

=(G*l/s)/(E

1

*g

1

/l)=

G*l

2

/(E*g

1

*s))  E

1

-Young 

G- Kirchoff l-długość 

background image

 
POŁĄCZDENIA 

ŚRUBOWE

 

Są 

to 

połączenia 

spoczynkowe. 
H=Q*tg(



)-  siła  od 

momentu 
Mt=0.5*d2*Q*tg(

1+

+ Q*dp*

/2 

 

1

atan

sin

( )



Pozorny 

kąt tarcia

1

atan

h

d



h

Kąt wzniosu gwintu

 

( )

tan

( )

tan

1

(

)



Sprawność gwintu

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0

0.13

0.27

0.4

0.54

 

( )

 

Gamma  podana  jest  w 
radianach 

należy 

pomnożyć  180/pi  żeby 
mieć stopnie. 
 

Zakres  samohamowności 
od  0  do  trochę  poniżej 

sprawności  równej  0.2 
stosujemy 

na 

złącza 

śrubowe, a gdzieś trochę 

poniżej 

granicy 

sprawności  0.5  znajdują 

się podnośniki śrubowe. 

zakresie 

nie 

samohamowności 
znajdują 

się 

prasy 

śrubowe    (ok.  15  do  25 

stopni). 
 

Obliczenia
a)Przypadek  1  Śruba 
obciążona  jedynie  siłą 

osiową Q 
b)Przypadek  2  Śruba 

obciążona siłą osiową Q i 
momentem  skręcającym 

Ms (podnośniki i prasy) w 
praktyce 

wystarczy 

sprawdzić  tą  śrubą  na 

naprężenia wywołane siłą 
osiową  Q

z

=(1.25-1.3)*Q 

(tylko 

dla 

gwintu 

metrycznego) 
c)Przypadek  3.  Śruba 

obciążona 

naciągiem 

wstępnym Q

o

 a następnie 

siłą  osiową  Q  (Śruby 
pokryw 

naczyń 

ciśnieniowych) 

 
 

 

s

=

s

*l

s

=

r

*l

s

/E

s

=Q

o

*l

s

/(

F

s

*E

s

)=Q

o

*1/c

s

 

k

=

c

*l

k

/E

k

=Q

o

*l

k

/(F

k

*E

k

)

=Q

o

*1/c

k

 

c

s

=Q

o

/

s

= F

s

*E

s

/ l

s

=tg

 

c

k

=Q

o

/

k

 = F

k

*E

k

/ l

k

=tg

 

l

s

-długość 

śruby, 

E

s

moduł 

sprężystości 

śruby,  F

s

-  pole  przekroju 

śruby,  c

s

-  sztywność 

śruby  (analogicznie  dla 

kołnierza) 

 

Sztywność 

ściskanych 

elementów  oblicza  się 
biorąc 

pod 

uwagę 

przenoszenie 

nacisków 

wgłęb  materiału  poprzez 
tzw.  STORZKI  WPLYWU 

o  kącie  rozwarcia  90st. 
Stożki  te  zamienia  się 

następnie  na  zastępcze 
walce 

powierzchni 

przekroju 

F

k

które 

przyrównuje 

się 

do 

powierzchni  przekrojów 

stożków. 

Podziałaniem 

zewnętrznej  siły  osiowej 

Q  śruba  wydłuża  się 
dodatkowo o odcinek 



s

 

jej  całkowite  wydłużenie 
osiągnie  wartość 

s

+



s

 

odpowiadającą 

wypadkowej  sile  na  nią 
działającej Q

w

 . Kołnierze 

natomiast  ze  względu  na 

wydłużenie  śrub  odprężą 
się  o  tę  samą  wielkość 



s,

  a  i  wypadkową 

odkształcenie 

będzie 

wynosiło 

k

-



s. 

związku  z  tym  działająca 
pierwotnie  na  nie  siła 

naciągu wstępnego śruby 
Q

o

  zmaleje  do  wartości 

Q

o

’. 

Q

w

=Q

o

’+Q

d

 

Q

o

’=Q

w

+Q 

Q

o

’=(1.5-2)Q  –  pokrywy 

ciśnieniowe 

Q

o

’=(0.2-0.6)Q 

– 

pokrywy łożyskowe 
AC=Q

d

*ctg

,    AC=(Q-

Q

d

)*ctg

 

Q

d

*ctg

=(Q-Q

o

’)*ctg

 

Q

d

=Q*ctg

/(ctg

+ctg

)

=Q*1/(1+ctg

/ctg

)=Q*

1/(1+c

k

/c

s

Wzrost  naciągu  w  śrubie 
pod  odciążeniem  Q  jest 

tym większy im stosunek 
c

k

/c

s

  dla  zmniejszenia 

obciążenia  Q

w

  należy 

zmniejszyć 

sztywność 

śruby.  

 

Obliczenia  
wytrzymałościowe: 
Q

w

=Q

o

+Q

d

 

Przypadek  4.  Połączenia 
śrubowe  obciążenia  siłą 
poprzeczną 
a)Śruba  pasowana  (tylko 
na  ścięcie  i  dociski  

powierzchniowe) 
b)Śruby 

luźne: 

Obciążenie 

jest 

przenoszone  dzięki  sile 
tarcia 

wywołanej 

naciągiem 

śrub 

Q

o

 

T=Q

o

*

>P 

 

OBLICZENIA 
POŁĄCZEŃ 
ŚRUBOWYCH 

Przy  obliczaniu  połączeń 
w  których  zastosowano 

większą liczb śrub  należy 
ustalić 

rzeczywisty 

rozkład 

obciążeń 

na 

poszczególne  śruby  i 
obliczyć 

najbardziej 

obciążone.  Dla  prostych 
obliczeń  przyjmuje  się 

równość 

naciągów 

wstępnych  w  śrubach, 
dostateczną 

sztywność 

kołnierzy, 

oraz 

równomierny 

rozkład 

docisków,  a  więc  i  sił 
tarcia 

na 

całej 

powierzchni styku.  

 
POŁĄCZENIA 

SWORZNIOWE 
Dla 

sworznia 

ciasno 

pasowanego  liczymy  na 
ścięcie  i  sprawdzamy  na 
dociski  powierzchniowe. 

A  dla  luźno  pasowanego 
liczymy na zginanie. 

Sworznie 

jednostronne 

utwierdzone 

obciążone 

siłą  skupioną  oblicza  się 

na  zginanie  i  naciski 
powierzchniowe 

rozkładzie  prostokątnym 
od  sił  i  trójkątnym  od 

momentów. 
Materiały  na  sworznie: 
własności 

4.8 

(Rm=400Mpa  HB=105) 
lub  5.8      (Rm=500  MPa 

HB=145) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ZMĘCZENIÓWKA 
 

Wykres Wöhlera 

 

Zk- obszar wytrzymałości 
zmęczeniowej  przy  małej 

ilości cykli 
Zo- obszar wytrzymałości 
zm.  przy  ograniczonej  

ilości cykli 
Zz-  obszar  wytrzymałości 

zm.  przy  nieograniczonej  
ilości cykli 
 
Sposoby 

obliczenia 

współczynnika 

poszczególnych 
obszarach: 

1.N

c

<10

4

-obszar 

obciążeń 

statycznych 

=Re/

max

 

2.10

4

<N

c

<10

7

  –  obszar 

wytrzymałości 
ograniczonej 

z

=Z

o

/

max

  

(Z

o

-wyznaczone 

doświadczalnie 

lub 

obliczone 
Z

o

=Z

g

(10

7

/N

c

)^

3.N

c

>10

7

 

– 

obszar 

wytrzymałości 

background image

nieograniczonej 

=Z

g

/

max

 

 
 Liczba całkowita cykli  

N

c

=n(1/min)*60*h(ilość 

godzin)*z(liczba 

zmian)*D(dni)*l(lat) 

m

=(

max

+

min

)/2- 

naprężenie średnie 

a

=(

max

-

min

)/2- 

amplituda naprężeń 
R=

min

/

max

 

współczynnik 

asymetrii 

cyklu 
Kappa=

m

/

a

współczynnik 

stałości 

obciążenia  
Wykres Haigha 

 

Wykres Smitha 

 

Aby  narysować  wykres 
potrzeba Re, Zo,Zj. 

Jeżeli 

przy 

wzroście 

obciążenia 

stosunek 

amplitudy 

a

 

do 

naprężenia  średniego 

m

 

będzie  stały  to  wartość 

wytrzymałości 
zmęczeniowej 

określa 

punkt k1  

a

/

m

=const,     

x

2

=z

1

/

max

=E*k1/CD 

 Jeśli 

przy 

wzroście 

obciążeń 

naprężenie 

średnie  cyklu  pozostaje 
stałe  to  wytrzymałość 

zmęczeniowa 
odpowiadająca  punktowi 
D określona jest punktem 

k2, 

współczynnik 

bezpieczeństwa   

m

=const     

x2=Z2/

z

=Ck2/CD 

D-punkt pracy. 

 
 

 CZYNNIKI 
WPŁYWAIĄCE 

NA 

WYTRZ. 

ZMĘCZENIOWĄ 
Pod  pojęciem  KARBU 

należy  rozumieć  wszelkie 
nieciągłości poprzecznych 
przekrojów 

przedmiotu 

lub 

zmiany 

krzywizn 

powierzchni 

ograniczających 
przedmiot 

(rowki, 

otwory, gwinty) 

Rozkład 

naprężeń 

obszarze karbu zależy od 

geometrii 

karbu, 

związanej  z  wymiarami 
przedmiotu. 

Charakterystykę 
zmęczeniową 

karbu 

ujmujemy 

tzw. 

współczynniku 

kształtu 

k

 

Wartość 

współczynnika 

k

  zależy 

od:  stosunku  promienia 
krzywizny dna karbu 

 do 

promienia  lub  połowy 
szerokości  przekroju  r  w 

elementach  płaskich  w 
płaszczyźnie  karbu,  oraz 
od  stosunku  promienia 

połowy 

szerokości 

elementu  R  w  miejscu 

nie  osłabionym  karbem 
do promienia r. 

 

k

współczynnik 

działania karbu- stosunek 
wytrzymałości 

próbek 

gładkich  bez  karbu  do 
wytrzymałości 

próbek 

gładkich  z  karbem. 

k

zależy  od  współczynnika 

kształtu  i  współczynnika 
wrażliwości  materiału  na 

działanie karbu. 
 

k

=1+

k

(

k

+1)      gdzie 

k

współczynnik 

wrażliwości  materiału  na 

działanie  karbu  (jest 
zależny  od  Rm, 

o

)  =1 

dla materiałów doskonale 
sprężystych  „szkło”      =0 

dla 

materiałów 

niewrażliwych 

na 

działanie  karbu  „żeliwo 
szare”. 
Współczynnik 

p

 

charakteryzuje 

zmianę 

wytrzymałości  
elementów  po  różnej 

obróbce  skrawaniem  w 
porównaniu  z  próbką 
polerowaną.  Do  obliczeń 

elementów  z  karbem  o 
znanym 

k

  posługujemy 

się  zależnością 

=

k

+

p

-

1  (w  przypadku  karbów 
prostych 

p

  pomijamy, 

dla  żeliwa  po  usunięciu 
naskórku  odlewniczego 
przyjmujemy 

p

=1) 

pz

dla 

powierzchni 

ulepszanych 

=

k

*

pz

 

Współczynnik  wielkości 
elementu 

=z

d

/z,  z

d

wytrzymałość 
zmęczeniowa  próbki  o 

średnicy 

d, 

z- 

wytrzymałość 

zmęczeniowa  próbki  o 
średnicy  od  7  do  10mm  
(

=1/

). 

 

-rzeczywisty 

współczynnik 
bezpieczeństwa 

<1 nie występuje 

=1.3-1.4 

–ścisłe 

obliczenia  na  podstawie 

dokładnych 

danych 

doświadczalnych 

=1.4-1.7  -  dla  zwykłej 

dokładności obliczeń, bez 

doświadczalnego 
sprawdzenia obliczeń 

=1.7- 

– 

dla 

zmniejszonej  dokładności 
obliczeń,  przy  możliwości 
określenia  naprężeń  i 

obciążeń  

=2-3 

– 

przy 

orientacyjnym  określaniu 

obciążeń  i  naprężeń  dla 
niepewnych 

lub 

specjalnie 

ciężkich 

warunków 

pracy 

(odlewy) 

  
 
OBLICZENIA 

ZMĘCZENIOWE  PRZY 
OBCIĄŻENIACH 

ZŁOŻONYCH 
Przy 

jednoczesnym 

występowaniu  naprężeń 
różnego 

rodzaju 

naprężenia  te  składamy 

przy 

zastosowaniu 

odpowiedniej 

hipotezy 

wytężeniowej. 
Naprężenia zastępcze dla 
obciążeń 

niesymetrycznych 
(wahadłowych) 

obliczamy  tak  samo  jak 
dla  obciążeń  stałych. 

Przy przewadze naprężeń 
normalnych 

z

=(

2

+(k

*

/k

)

2

)^(1/2

). 

Przy 

przewadze 

naprężeń 

stycznych 

z

=((k

*

/k

)

2

+

2

)^(1/2)

Rozwiązując 

te 

zależności 

można 

dowieść,  że  rzeczywisty 
współczynnik 

bezpieczeństwa 

jest 

równy 

z

=1/(1/

2

+1/

2

)

1/2

  

,

-składowe 

rzeczywistego 

współczynnika 
bezpieczeństwa obliczane 

tak  jakby  działało  tylko 
zmienne 

naprężenie 

normalne lub styczne. 

ZALECENIA 
KONSTRUKCYJNE
 

mające 

na 

celu 

zwiększenie 

wytrzymałości 
zmęczeniowej elementów 
maszyn 

-należy 

dążyć 

do 

możliwie 

łagodnego 

kształtowania  przejść  od 
jednego  do  drugiego 
przekroju  stosując  stożki 

przejściowe 

zamiast 

odsadzeń. 

-jeżeli łukowe odsadzenie 
jest  konieczne  stosujemy 
możliwie  duży  promień 

przejścia 
-działanie  karbu  można 

osłabić  stosując  karby 
odciążające 

-należy 

dążyć 

]do 

wyrównania 
współczynników 

bezpieczeństwa 

różnych  przekrojach  co 

prowadzi  do  uzyskania 
konstrukcji  o  minimalnej 
masie 

-gładkość 

powierzchni 

jest 

czynnikiem 

wpływającym 

znaczącym  stopniu  na 
wytrzymałość 
zmęczeniową 
-metalowe 

powłoki 

ochronne 

małej 

wytrzymałości  mogą  być 

zaczątkiem 

pęknięcia 

zmęczeniowego 
-zwiększenie 

wytrzymałości 
zmęczeniowej 

można 

uzyskać 

przez 

wytworzenie 

na 

powierzchni  elementów 

napięć wstępnych 
 

background image

WAŁY I OSIE 
Jeśli  jest  przenoszony 

moment  skręcający  to 
taką  część  nazywamy 
wałem,  jeśli  nie  to  osią. 

Części  wałów  osi  na 
których  są  osadzone 

współpracujące  z  nimi 
elementy 

nazywamy 

czopami. 

ETAPY 
PROJEKTOWANIA 

WAŁÓW
1.Projektowanie  wstępne 

polegające 

na 

ukształtowaniu  wału  na 
podstawie  uproszczonych 

obliczeń 
wytrzymałościowych 

zadanych 

dyspozycji 

wymiarowych 
2.Obliczenia 

sprawdzające- 
sztywności(kąta  ugięcia  i 

strzałki), 

obliczenia 

dynamiczne 

(prędkości 

krytycznej 

ii 

drgania 

rezonansowe),  obliczenia 
zmęczeniowe 

(rzeczywisty 
współczynnik 

bezpieczeństwa) 
3.Ostateczne 
kształtowanie wału. 

 
MATERIAŁY NA WAŁY 

1.St3-St5  wtedy  gdy  o 
kształcie  wału  decyduje 
sztywność 

2.35-45 gdy wał przenosi 
duże 

obciążenie 

szczególności  45  gdy 
wskazanej 

jest 

powierzchniowe 
utwardzenie czopów 
3.dla  wałów  uzębionych 

materiał  taki  jak  dla  kół 
zębatych  (stale  CrNi  do 

ulepszania 

cieplnego, 

nawęglania i azotowania)  
 

KSZTAŁTOWANIE 
WAŁU 

Kształtowanie 
powierzchni  swobodnych 

przeprowadzamy 

po 

ukształtowaniu 
powierzchni  roboczych, 

czyli 

czopów-należy 

uwzględnić  aby  d

1

/d

2

 

<=1,2  ,  natomiast  czopy 
należy 

kształtować 

według zaleceń normy. 

Gładkość powierzchni  

1.czopów 

końcowych 

:R

z

=2,5-0,32

2.powieszchni 
swobodnych 

wały 

wolno obrotowe i średnio 
bieżne 

(R

z

=10-5

m), 

wysokoobrotowe 

R

z

=2,5

m) 

 
Tolerancje 

– 

powierzchnie  swobodne 

wykonujemy  w  tolerancji 
warsztatowej  IT14  (h14) 

przy  dużych  obrotach 
IT12 do IT10 
   

Uwzględnianie wpustu:  
1.Jeżeli obciążenie jest w 

przybliżeniu 

statyczne 

wystarczy,  by  moment 

bezwładności  przekroju  z 
rowkiem był nie mniejszy 
od 

momentu 

bezwładności 

zarysu 

teoretycznego. 

2.Gdy  wał  pracuje  w 
zmiennym 

cyklu 

obciążenia 

przy 

niewielkim 

udziale 

momentu  skręcającego 

moment 

bezwładności 

koła  wpisanego  winien 
być  nie  mniejszy  niż 

teoretyczny    
3.Gdy  występuje  duży 

udział 

momentu 

skręcającego 

moment 

bezwładności 

koła 

współśrodkowego 

przekrojem  poprzecznym 

wału, 

stycznego 

zewnętrznie 

do 

dna 

rowka  pod  wpust  winien 
być  nie  mniejszy  od 
teoretycznej  

 
Sprawdzenia  –  ugięcie 

dopuszczalne 

(F

dop

=2-

3*10

-4

  rozstawu  łożysk), 

dopuszczalny 

kąt 

skręcenia    (

dop

=0,002-

0,01rad/m)  
 
 

 
 

 
 

 
 
 

Materiały 
konstrukcyjne 

Właściwości 
mechaniczne

(Wytrzymałość 

na 

ściskanie, 

rozciąganie, 

zginanie 

ścinanie, 

granica 

plastyczności, 

wydłużenie, 

twardość, 

wyt. Zmęczeniowa) 
Własności 

fizyczne 

(ciężar 

właściwy, 

przewodność elektryczna, 
cieplna, 

wł. 

Magnetyczne) 
Własności 

chemiczne 

(odporność  Ann  korozję, 
żaroodporność) 

Własności 
technologiczne- 
podatność 

na 

kształtowanie 
(obrabialność,  tłoczność, 
spawalność,  hartowność, 
lejność) 
 

ŻEWLIWA
a) żeliwo szare-  

ZL150,200- 

elementy 

słabo 

obciążone, 

obudowy, podstawy, koła 
pasowe, armatura 
ZL250,300- 

części 

średnio 

obciążone, 

obudowy 

silników, 

obrabiarek,  koła  zębate, 
sprzęgła 
ZL350,400- 

bardziej 

obciążone części maszyn- 
koła zębate, łańcuchowe, 

tarcze hamulcowe 
b)  żeliwo  sferoidalne- 
ciśnieniowa 

armatura, 

silnie  obciążone  części 
maszyn,  matryce,  walce 

hutnicze, wały korbowe 
c) 

żeliwo 

ciągliwe- 

elementy  o  złożonych 
kształtach 

obciążone 

uderzeniowo: 

części 

hamulców, 

wagonów, 

maszyn 

rolniczych, 

przenośników 
 
STALE  

KONSTRUKCYJNE 
WĘGLOWE

a)St0,St2-mało obciążone 
elementy 

maszyn 

wytwarzane 

przez 

prasowanie, 

tłoczenie, 

gięcie na zimno 

St3(s)-  mało  obciążone 
części maszyn  

St4(s) St5(s)- Normalnie i 
średnio 

obciążone 

elementy,  wały,  osie, 

koła zębate 

St6-(może 

być 

hartowana 

ulepszana 

cieplnie(duża 
wytrzymałość)) 

kołki 

ustalające,  kliny,  ślimaki, 

koła zębate 
St7-duża  wytrzymałość, 

mała  plastyczność  walce 
matryce, młoty, kowadła, 
elementy 

suwnic, 

koparek, koła jezdne. 
b)wyższej 

jakości 

(obróbka cieplna) 
08X,10X- 

wyroby 

tłoczone 

na 

zimno, 

dobrze spawalna 
10- 

podobne 

zastosowanie 

po 

nawęglaniu, cyjanowaniu 
15,20,25-  śruby,  koła 
zębate, 

osie, 

wały, 

czopy,  sworznie,  można 

nawęglać i cyjanować 
15G,  20G-  z  dodatkiem 

manganu  (podobne  do 
15,  20  ,25  ale  większa 

wytrzymałość) 
30,35- wały osie 
35,40,45,50,55- 

stale 

stosowane 

jako 

ulepszane  cieplnie  przed 

obróbką 

skrawaniem 

później  można  hartować 
powierzchniowo 

do 

twardości  35-45  HRC  
55-62HRC 

45-  koła  zębate,  wały 
rozrządowe,  śruby,  tania 
łatwo dostępna 

55-  sworznie  łańcuchów 
napędowych,  tłokowych, 

wrzeciona obrabiarek 
65,60G-  sprężynowe  po 

obróbce  cieplnej,  części 
silnie 

obciążone 

odporne 

na 

zużycie, 

resory, sprężyny 
 

STALE STOPOWE:  
Większa  zdolność  do 
przehartowania 

(jeśli 

chcemy  zahartować  duży 
element 

całym 

przekroju) 

drogie 

deficytowe. 

a)  stale  do  azotowania- 
38HNJ, 

38HJ- 

duża 

hartowność- 

wały 

korbowe 

rozrządu, 

ślimaki, 

krzywki, 

rozrządy, 

popychacze, 

sworznie  tłokowe,  formy 
do 

przetwarzania 

tworzyw sztucznych 

background image

b)  stale  do  nawęglania- 
odznaczają  się  mniejszą 

skłonnością 

do 

wad 

powierzchniowych 

po 

hartowaniu- 

małe 

elementy 

słabo 

obciążone  wałki  rozrządu 

sprzęgła  kłowe  (15H), 
18H2N2-  koła  talerzowe, 
szybkobieżne 

koła 

zębate. 
 

STALIWA
stosujemy 

do 

wytwarzania  elementów 

skomplikowanych 

kształtach. 

Posiadają 

wyższe 

własności 

wytrzymałościowe 

porównaniu  z  żeliwem 
szarym, 

ale 

porównywalne  z  żeliwem 

modyfikowanym 

sferoidalnym 

L400  I-  odlewy  miękkie 
nadaje  się  na  części  o 

dużej  ciągliwości  małej 
wytrzymałości-  korpusy 
łożysk,  pokrywy,  części 

do  nawęglania,  dobrze 
spawalna 

L450  I,II,III-  odlewy 
zwykłe, 

miękkie, 

mniejszej 

ciągliwości 

pracujące  przy  małym 
obciążeniu-  koła  bose, 

koła 

łańcuchowe 

małych 

obrotach, 

korpusy, 

pokrywy- 

dobrze spawalna 
L500,L600  I,II,III-  na 

odlewy zwykłe półtwarde 
koła 

biegowe, 

łańcuchowe, 

zębate, 

korpusy maszyn (możliwa 
spawalność) 
 
 
 
 
 
 
 
ŁOŻYSKA TOCZNE  
Dwie 

ostatnie 

cyfry 

oznaczają 

średnicę 

otworu 

wewnętrznego 

(00-10,01-12,02-15,03-
17,04-20,05-25,06-

30,07-*5) 

Cyfry 

początkowe 

oznaczają 

serię  łożyska  i  niekiedy 

grupę konstrukcyjną (62-
kulkowe  zwykłe,  72-
kulkowe 

skośne,303-

stożkowe.293-baryłkowe 
wzdłużne) 

Materiały-  pierścień  i 
części 

toczne 

wykonywane 

są 

ze 

specjalnej 

stali 

chromowej ŁH 15  lub ŁH 

15SG 
 
Dobór łożysk : 

1.ograniczenia 
wymiarowe łożysk  

2.wielkości  i  kierunki 
obciążenia 

3.prędkość obrotowa 
4.możliwość  ograniczenia 
błędu współosiowości 

5.wymagana  dokładność 
i cichobieżność 
6.sztywność 
ułożyskowania 
 

Nośność 

spoczynkowa 

n<10  1/min  ,  jest  to 

takie  obciążenie  które 
wywołuje 

łączne 

odkształcenie  plastyczne 
równe 

0,0001mm 

elementów tocznych 

 
Trwałość  –  jest  to  czas 

pracy 

łożyska 

milionach  obrotów  lub 
godzin 
L=(C/P)

 

 

c-nośność 

ruchowa,  p-  obciążenie  ( 

=3-łożysko 

kulkowe, 

=10/3-łożysko 

wałeczkowe) 
L

10

-trwałość 

umowna 

osiągana  przez 

90% 

łożysk  

L=a1*a2*a3*L

10

 

 
Algorytm 

doboru 

łożysk tocznych : 
1.ustalenie 

schematu 

konstrukcyjnego 
łożyskowania 
2.pokreślenie  wartości  i 
kierunków  obciążeń  i 
prędkości 

obrotowej 

łożysk 
3.dla obciążeń zmiennych 

obliczamy P

n

 i n

n

.  

4.ustalenie 

ograniczeń 

geometrycznych  

5.wybór typu łożyska  
6.przyjęcie 

wymaganej 

trwałości L 
7.wyznaczenie  stosunku 
C/P  dla  odpowiedniego  L 

i typu łożyska  

8.obliczenia 

obciążenia 

zastępczego 
P=VxP

r

+

*P

a

  

9.obliczenia 

obciążenia 

efektywnego P

e

=f

d

*P 

10.obliczenia 

nośności 

ruchowej C=P

e

(C/P) 

11.obliczenie  efektywnej 

nośności 

ruchowej 

C

e

=f

t

*C 

12.obliczenie 

zastępczego  obciążenia 
spoczynkowego 

P

0

=max(P

01

,P

02

P

01

=X

0

*P

r0

+Y

0

*P

0a

  

P

02

=P

r0 

13. 

Obliczanie 

wymaganej 

nośności 

spoczynkowej 
14.Dobór z katalogu jego 

nośności  oraz  wymiarów 
geometrycznych 
15.Sprawdzenie  trwałości 

ściernej 

łożyska- 

weryfikacja 

nośności 

efektywnej 

c

0

=s

0

*P

0

   

L

e

=a

1

*a

2

*a

3

*(C

e

/P

e

)

 

16.Dobór 

środka 

smarnego. 

17. Przyjęcie prasowań w 
gnieździe i na czopie oraz 

uszczelek 

(filc-mała 

prędkość 

obrotowa, 

oringi i simeringi- średnia 

prędkość 

obrotowa, 

uszczelnienia 

labiryntowe- 

duża 

prędkość) . 
 

a

1

uwzględnia 

wymaganą  niezawodność 
łożyska 

0.9 

a

2

dokładność 

wykonania 

łożyska 

gatunek stali 

a

3

-  zależy  od  wartości 

tarcia, 

rzeczywistym 

współczynnikiem 
grubości 
elastohydrodynamiczneg
o filmu olejowego 
 

Obliczanie 

obciążeń 

zastępczych 

P=VxP

r

 

+Y*Pa 
P

r

obciążenie 

promieniowe 

P

a

- obciążenie wzdłużne 

V- współczynnik obrotów 

X-współczynnik 
obciążenia poprzecznego 
Y- 

współczynnik 

obciążenia wzdłużnego 
 

Tolerancje 

(HB, 

kB) 

pasowania 

(HB/h7, 

H7/kB) 
 
ŁOŻYSKA ŚLIZGOWE 

Tarcie 

zależy 

od 

materiałów 

trących, 

stanu 

powierzchni 

trących, siły docisku.  
T=

*N            T=F*R

t

    F- 

Powierzchnia  R

t

- granica 

na ścinanie 
N=P

a

*F     

=R

t

/P

a

 

Materiał  o  małym 

 

Powinien 

mieć 

małą 

wytrzymałość na ścinanie 

oraz dużą twardość. 
Tarcie 

warunkach 

braku  zanieczyszczeń  lub 
elementów 

korozji 

między  stykającymi  się 
powierzchniami 
nazywamy 

tarciem 

suchym (fizycznie). 
Tarcie 

obecności 

nieznacznej ilości tlenków 
nazywamy 

tarciem 

suchym technicznym. 

Tarcie  płynne  zachodzi 
wtedy  gdy  powierzchnie 

współpracujące 
przedzielone 

są 

warstewką  płynu  (opory 

tarcia  to  tylko  opory 
wewnątrz płynu). 

Tarcie  mieszane  jest  to 
takie  tarcie  w  którym 

zachodzi 

jednocześnie  

tarcie  płynne,  graniczne, 
a nawet suche. 

Przy 

przemieszczaniu 

powierzchni 

rozdzielonych 

cieczą 

występuje  siła  będąca 
miarom  oporów  tarcia 

wewnętrznego 

lub 

naprężeń stykowych, jest 

ona 

wprost 

proporcjonalna  do  pola 
powierzchni 

oraz 

prędkości  względnej  oraz 
odwrotnie proporcjonalna 

do odległości względnej.  
T=k*A*V/h=η*A*dV/dh   

η-lepkość dynamiczna [P] 
[1mPas=1cP] 
 

Materiały łożyskowe
1.Dobra odkształcalność. 

2.Odporność na zatarcia. 
3.Wytrzymałość 

na 

naciski. 

4.Wytrzymałość 
zmęczeniowa. 
5.Odporność na korozję. 

background image

6.Dobre  przewodnictwo 
ciepła. 

7.Odpowiednią 
rozszerzalność cieplną. 
8.Korzystna 

struktura 

materiału (niskie μ) 
9.Dodra obrabialność. 

10.Niska cena. 
 
Babbit  89.3%Sn,  8.9% 

Sb, 1.8% Cu 
Ł83  83%  Sn,  11%Sb, 

6%Cu 
Ł16 

16%Sb, 

1.75%Cu,16%Sn,  reszta 
Pb 
 

Sposoby  uzyskania  tarcia 
płynnego:  na  zasadzie 
hydrodynamicznej,  oraz 
hydrostatycznej 
 

Warunki 

uzyskania 

tarcia 

płynnego 

(HYDROSTATYCZZNIE
):
  

Wywołanie  ciśnienia  w 
warstewce 

smaru 

oddzielającego  czop  od 

panewki, 

przez 

pompowanie 

smaru 

pompą  znajdującą  się  na 
zewnątrz łożyska.

 

 

Rozkład 

nacisków 

(ciśnienia)  w  łożysku 

ślizgowym  

-kąt opasania 

-kąt 

pomiędzy 

kierunkiem  obciążenia,  a 
początkiem 

klina 

smarnego 

-kąt  określający  miejsce 

najmniejszej 

grubości 

warstewki olejowej 

(teta)-współrzędna 

kątowa 

mierzona 

kierunku obrotów 

a(tetaa)-  współrzędna 

kątowa  mierzona  od  linii 
środków czopa i panewki 
do 

początku 

klina 

smarnego 
Q

pmax

-  kąt  określający 

miejsce  maksymalnego 
ciśnienia  
Q

po

kąt 

określający 

koniec klina smarnego 

 

 

Warunki 

uzyskania 

tarcia 

płynnego 

(HYDRODYNAMICZNI
E): 

a)klin smarny 
   1.istnienie 

prędkości 

poślizgu  większej  od 

pewnej 

prędkości                   

granicznej   

   2.spełnienie  warunku 
geometrycznego 

tzn. 

istnienie 

pomiędzy 

ślizgającymi  się  po  sobie 
powierzchniami 

przestrzeni  zawężającej 
się w kierunku ruchu 

   3.ciągłego dostarczenia 
do 

tej 

przestrzeni 

wystarczającej 

ilości 

smaru 
b)efekt 

wyciskania 

smaru 
   1.istnienia 

odpowiedniej 

wartości 

składowej 

prędkości 

ruchu  czopa  o  kierunku 

normalnym 

do 

powierzchni nośnych 

   2.instnienie 

możliwie 

silnego  dławienia  smaru 
na wypływie z łożyska 

   3.ciągłego dostarczania 
wystarczającej 

ilości 

smaru 

na 

miejsce 

wyciśniętego z łożyska 
 

Liczba 

Somerfelda

istnieje 

kryterium 

podobieństwa 
hydrodynamicznego 

łożysk  ślizgowych.  Dla 
cylindrycznych 

łożysk 

poprzecznych  jest  nim 

liczba Somerfelda 
S=η*n’’/(p

śr

2

)      n’’- 

prędkość  obrotowa  w 
obr/s, 

η- 

lepkość 

kinematyczna 

smaru 

Pa*s,  P

śr

=P/(l*d)-nacisk 

średni,  Ψ-względny  luz 

łożyskowy 
 

Ψ=0.8*10

-3

V

1/4

±30%    

V-prędkość 

obwodowa 

m/s 

 
Kiedy +30%: 

-gdy  materiał  panewki 
jest  mało  sprężysty  ma 
duże E 

-łożysko sztywne 
-długie 

-kierunek 

obciążenia 

stały 
-prędkość obrotowa duża 

 
Kiedy –30% 

-gdy  materiał  panewki 
jest sprężysty ma małe E 
-naciski duże 

-łożysko samonastawne  
-łożysko wąskie l/d<0.8 

-kierunek 

obciążenia 

zmienny 

-prędkość obrotowa mała 
 
Łożyska 

na 

tarcie 

mieszane  liczymy  na 
dociski  powierzchniowe 
P

śr

=F/A<=P

dop

 

sprawdzamy 

na 

przegrzanie 

p

śr

*V<(p*V)

dop

 

 
 
 
TOLERANCJE 

PASOWANIA 

Tolerancja 

wymiaru 

polega  na  określeniu 
dwóch 

wymiarów 

granicznych:  A-  dolnego, 
B

górnego, 

między 

którymi  powinien  się 
znaleźć 

wymiar 

przedmiotu.  
Różnicę 

pomiędzy 

górnym 

dolnym 

wymiarem 

granicznym 

nazywamy  tolerancją  T 

wymiaru, 

różnicę 

pomiędzy 

wymiarem 

górnym  i  nominalnym- 

odchyłką  górną  (ES-  dla 
wymiaru  wewnętrznego, 

es

dla 

wymiaru 

zewnętrznego),  a  różnicę 
między 

wymiarem 

dolnym  i  nominalnym 
odchyłką dolną (EIei). 

N- wymiar nominalny 
A=N +EI lub A=N+ei 

B=N +ES lub B=N+es 
T=ES-EI    lub  T=es-ei   
albo  T=B-A 

 
Cechą  charakterystyczną 

prasowań 

są 

luzy 

graniczne: 
Najmniejszy 

L

min

największy L

max

N

EI

ES

        -  tak  samo  i 

wałek 
L

min

=A

otworu

-B

wałka

=A

o

-

B

w

=EI-es 

L

max

=B

o

-A

w

=ES-ei 

Jeżeli z obliczenia wynika 

dla  L

min

  wartość  ujemna 

(luz  ujemny  czyli  wcisk), 
a  dla  L

max

-  dodatnia,  to 

występuje 

pasowanie 

mieszane,  jeśli  zaś  i  dla 

L

max

 

wynika 

wartość 

ujemna,  to  występuje 
pasowanie  ciasne.  L

min 

L

max

 dodatnia to luźne. 

 

Pasowania  wg  stałego 
otworu

Luźne:H7/g6,H7/h6,H7/f
7,H7/e8,H8/h7 
Mieszane:H7/js6,H7/k6,H

7/n6 
Ciasne:H7/p6,H7/r6,H7/s

Pasowania  wg  stałego 
wałka

Luźne:G7/h6,H7/h6,F8/h
6,H8/h7,H8/h8 

Mieszane:Js7/h6,K7/h6,N
7/h6 

Ciasne:P7/h6. 
 
Wytrzymałość 

materiałów. 
Z- 

uogólniona 

wytrzymałość materiału 

x- 

uogólniony 

współczynnik 

bezpieczeństwa 
k- uogólnione naprężenie 
dopuszczalne 

 
Naprężenia maksymalne: 

Rodzaj 

zmienności 

naprężeń: 

stałe 

(jednostronne, 

dwustronnie zmienne) 
1.Rozciąganie,  ściskanie  

r,c

=P

r,c

/A

k

r,c

  (k

rj

,k

rc

,k

cj

2.Ścinanie 

t

=P

t

/A

k

t

          

(k

tj

,k

to

3.Nacisk  powierzchniowy 
p=P

n

/A

p

dop 

 (p

j

,p

o

4.Zginanie 

g

=M

g

/W

x

k

g

   

(k

gj

,k

go

5.Skręcanie 

s

=M

s

/W

o

k

s

   

(k

sj

,k

so

 
W

0

=pi*d

3

/16=0.2*d

3

W

x

=pi*d

3

/32=0.1*d

3

    - 

dla przekroju okrągłego 

 
Współczynniki 
bezpieczeństwa:1. 

dla 

obliczeń 

statycznych 

x

e

=1.3-2(3)            2.dla 

obliczeń  zmęczeniowych 
x

2

=3.5-5 

 

background image

k

rj

=Z

rj

/x

2

 

 

większości 

przypadków 

występują 

różne przypadki naprężeń 

co wymaga zastosowania 
hipotezy  wytężeniowej- 

składamy 

tylko 

te 

naprężenia, 

które 

odznaczają  się  jednością 

miejsca i czasu. 
1.Przy 

przewadze 

naprężeń 

normalnych 

z

=(

2

+(m*

)

2

)

0.5 

2.Przy 

przewadze 

naprężeń 

stycznych 

z

=((

/m)

2

+

2

)

0.5

 

 
m=k

g

/k

s

=k

go

/k

so

=k

gj

/k

sj

=

3

0.5

  –  dla  stali  chyba  a 

raczej  tak  się  mi  tylko 
zdawało 

 

wartości 

współczynnika  x

e

,  x

m

 

ukryty  jest  współczynnik 

charakteryzujący  zmianę 
granicy  plastyczności  i 
wytrzymałości 

od 

wielkości 

przedmiotu 

(przekroju).  Ulega  ona 

obniżeniu  ze  wzrostem 
wymiarów. 
 
x

e

=

e

/

e

   

e

-rzeczywisty 

współczynnik 
bezpieczeństwa (=1.2-2) 
              

e

 

–wpływ 

wielkości przedmiotu 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRZEKŁADNIE 

 
PRZEKŁADNIAMI 

mechanicznymi 
nazywamy  mechanizmy 
służące  do  przenoszenia 

energii  co  zazwyczaj 
połączone jest ze zmianą 

prędkości  obrotowej  i 
odpowiednimi  zmianami 
sił i momentów. 
 

Rodzaj 
przekładni 

Przełożenia  sprawność  Moc[kW]  Obr/min 

Zębata 

zwykła 

8-20 

0.96-0.99  20’000 

100’000 

Zębata 
planetarna 

8-13 

0.98-0.99  8’000 

40’000 

Ślimakowa  60-100 

0.95-0.97  800 

30’000 

Łańcuchowa  6-10 

0.97-0.98  4’000 

5’000 

Pas. płaski  5-10 

0.96-0.98  1’500 

18’000 

Pas klinowy  8-15 

0.94-0.97  1’000 

 

Prze cierna  6-10 

0.95-0.98  150 

 

 
RYSUNEK  NAPRĘŻENIA 

W PASIE I ROZKŁAD SIŁ 

 

D1-koło napędzające 

D2- koło napędzane 
 
S1=S2*e



S1-S2=T- siła użyteczna  
 
Przekładnie pasowe 

Zalety:  płynność  ruchu, 
cichobieżność,  zdolność 

łagodzenia 

drgań, 

możliwość  ustawienia  osi 

w  dowolny  sposób,  mała 
wrażliwość 

na 

dokładność wykonania. 

Wady:  duże  wymiary, 
niestałość,  przełożenia, 

wrażliwość 

pasa 

na 

szkodliwe 

działanie 

otoczenia 

Materiały na pasy: skóra, 
guma 

tkaniną 

bawełnianą,  bawełniany, 
wełniany, 

mas 

polimerowy. 

 
Przekładnia  z  pasem 

klinowym
Dzięki 

lepszemu 

sprzężeniu 

pasa 

klinowego 

kołem 

pasowym  możliwe  jest 

zmniejszenie 

kąta 

opasania  małego  koła  co 

powoduje 

zwiększenie 

przełożenia, 

zmniejsza 

rozstaw  osi,  zmniejsza 

naciski na koła. 
 

V=10m/s 

(4-25)    

’=

/sin(alfa/2) 

 
Moc  przenoszona  przez 

przekładnię 
  

N=Z

1

*N

1

*k

l

*k

/k

t

    Z

1

-

liczba  pasów,  N

1

-moc 

przenoszona  przez  jeden 
pas 

klinowy, 

k

l

współczynnik 
uwzględniający 

liczbę 

zmian  obciążenia  k

l

=f(l), 

k

-współczynnik 

uwzględniający 

kąt 

opasania 

mniejszego 

koła,  k

t

-  współczynnik 

uwzględniający coś 

 
Średnica  skuteczna  jest 

to  ta  średnica  na  której 
linia  w  pasie  nie  zmienia 
swojej 

długości 

przy 

rozwijaniu  i  nawijaniu 
pasa na koło rowkowe. 

 

Kąt  rozwarcia  równy  jest 
40stopni  a  szereg  pasów 

to Z,A,B,C,D. 
 

PRZEKŁADNIE 
ŁAŃCUCHOWE 
Zalety

pewna 

swoboda 

ustalania odległości osi 

-  zdolność  łagodzenia 
szarpnięć 

-  większa  zwartość  i 
sprawność niż pasowa 
- stałość przełożenia 

-  niewielkie  obciążenia 
wałów i łożysk 

-  możliwość  napędzania 
kilku wałów  
Wady

- koszt 
- nierównomierny ruch 

- hałas 

konieczność 

smarowania 
- zastosowanie tylko przy 
wałach równoległych 

 
Rodzaje 

łańcuchów: 

kształtowe, 

płytkowe 

(sworzniowe,  tulejkowe, 
rolkowe, zębate) 

 
 

PRZEKŁADNIE 
ZĘBATE 
Istotnym 

zespołem 

składniowym 

jest 

zazębiająca  się  kara  kół 

zębatych  zazębiających 

się  w  ten  sposób  że 
uzyskane jest 

 

Zarys 

zęba 

miejsce 

geometryczne 

punkt 

styku z drugim zębem 
 

Koło 

podziałowe 

odpowiada 

walcom 

podziałowym    dzieli  ząb 

na  dwie  części  powyżej 
koła 

podziałowego- 

głowa  zęba  i  to  co 
poniżej- stopa zęba 

 
Wrąb

przestrzeń 

pomiędzy 

zębami 

jednego koła 
Grubość  zęba-  jest 

mierzona  na  średnicy 
podziałowej 
Luz-  różnica  pomiędzy 

grubością 

zęba 

podziałką(/2 chyba) 

Wysokość zęba- 
Luz 

wierzchołkowy

odległość 

pomiędzy 

walcem  wierzchołkowym 
jednego  koła  a  walcem 

den  wrębów  drugiego 
koła c=0.25*m 

Wskaźnik  wysokości 
zęba
  y=h

a

/m  (y=1  zęby 

zwykłe, 

y>1 

zęby 

wysokie, 

y<1 

zęby 

niskie) 

 
Znormalizowane: 
h

f

=1.25*m, h

a

=m 

 
Linia  przyporu  jest  linią 

wyznaczoną 

przez 

kolejne punkty styku. 

Odcinek  przyporu  jest  to 
część 

lini 

przyporu 

ograniczona 

punktami 

przecinania  się  kół  na 
których 

znajdują 

się 

końce  czynnych  zarysów 
zęba 

(koła 

wierzchołków). 

Ewolwenta jest to krzywa 
powstała 

przez 

przetaczanie  prostej  po 
okręgu. 
Punkt  przyporu  jest  to 

punkt 

styku 

dwóch 

współpracujących 

ewolwent. 

background image

Centralny punkt przyporu 
„C”  wyznacza  przecięcie 

lini  przyporu  z  linią 
łączącą środki kół. 
Kąt  przyporu  jest  to  kąt 

pomiędzy 

prostą 

przyporu a styczną do kół 

tocznych w punkcie „C”. 
Liczba 

przyporu 

 

stosunek 

długości 

odcinak  przyporu  do 

podziałki 

zasadniczej 

>1. 

Zarys  odniesienia  jest  to 

zarys 

zębów 

zębatki 

nazywanej 

zębatką 

odniesienia. 

Powstaje 

ona jako zarys styczny do 
dwóch 

zarysów 

ewolwentowych 
współpracujących 

kół. 

Można  ją  interpretować 

jako  koła  zębate  o 
nieskończenie 

dużej 

średnicy, 

zarysem 

takiego  koła  są  odcinki 

proste  jako  szczególny 
przypadek ewolwent. 
 

Nacinanie kół  zębatych  – 
zębatka 

Maga(prosta), 

zębatka Fellowsa. 
 
Zalety 

zarysu 

ewlowentowego
-  mała  wrażliwość  na 

odchyłki odległości kół, 

kierunek 

siły 

międzyrębnej  niemienia 

się 

podczas 

pracy 

przekładni   

-  koła  zębate  o  tych 
samych  podziałkach  i 

nominalnych 

kątach 

zarysu 

mogą 

być 

kojarzone  w  dowolne 

pary 

koła 

uzębione 

zewnętrznie  mogą  być 
kojarzone  z  uzębieniem 
zewnętrznym, 

wewnętrznym  czy  też 
zębatką. 

ewolwentowe 

koła 

zębate 

można 

wykonywać  wydajnymi  i 
dok  ładnymi  metodami 
obwiedniowymi  

za 

pomocą 

tego 

samego narzędzia można 

wykonać  koła  o  różnej 
ilości zębów. 
 

 

KOREKCJE 
Podcięcia  zęba  podczas 

obtaczania 
obwiedniowego 
występuje  wówczas  gdy 

część  narzędzia  zębatki 
wytwarza  zarys  który  nie 

jest ewolwentą. 
W  praktyce  podcięcie 
występuje  wtedy  gdy 

występuje  bardzo  mało 
zębów. 

Graniczna  liczba  zębów 
Z

g

=y*2/sin

2

o

  

z

g

(

o

=20st)=17,  a  gdy 

dopuszczamy  niewielkie 
podcięcie zębów z

g

’=14 

 
Korekcja uzębienia  
Jest 

potrzebna 

przypadku  gdy  na  kole  o 
liczbie  zębów  z<z

chce 

się  uniknąć  podcięcia 
zęba u podstawy. Polega 

ona 

na 

przesunięciu 

narzędzia  zębatkowego  z 

położenia 

położenie1, w którym nie 
występuje  podcięci  zęba 

lecz 

zmniejszyła 

się 

grubość 

zęba 

wierzchołka. 
X=x*m 

–przesunięcie 

zarysu  (x-  współrzędna 

przesunięcia 

,”+”-

wysuwanie 

,”-„-

wsuwanie).  
x

g

=y*(z

g

-z)/z

g

 

Przy  z=12  x

g

=1*(17-

12)/17,    X=x

g

*m 

 

Korekcja zazębienia 
1.PO 

– 

przesunięcie 

zarysu 

bez 

zmiany 

odległości 

osi.(X-X) 

Polega  na  przesunięciu 

narzędzia  zębatkowego 
na  jednym  kole  na 

zewnątrz  o  taką  samą 
wielkość,  o  jaką  w 
drugim kole- ku wnętrzu. 

Stosuje 

się 

z

1

+z

2

>=2z

g

(z

g’

Zastosowanie 

PO 

pozwala  na  usunięcie 

podcięcia  na  małym  kole 
ale  jest  także  gdy 
podcięcie 

nie 

grozi 

poprawności  współpracy 

większą 

liczbą 

przyporu. 
2.P-  przesunięcie  zarysu 
ze  zmianą  odległości  osi 

(X+X).  Stosuje  się  gdy 
z

1

+z

2

<2z

g

    ,  oraz  gdy 

względy 

konstrukcyjne 

wymagają 

zmiany 

odległości 

osi. 

Po 

zastosowaniu 
przesunięcia  zarysu  x

1

,x

2

 

osie 

kół 

ulegają 

rozsunięciu 

nowa 

odległość 

osi 

będzie 

równa  a

p

=a

0

+(x

1

+x

2

)*m- 

odległość pozorna. 

Aby 

skasować 

luz 

obwodowy zbliża się koła 

na 

odległość 

a

r

=a

0

*cos

0

/cos

t

   

toczny 

kąt 

przyporu 

a

0

=z

1

+z

2

/2*m   

inv

t

=2*(x

1

+x

2

)/(z

1

+z

2

)*

tg

0

+inv

0

 

Dla  zachowania  luzu 
wierzchołkowego    należy 

ściąć głowy o k

m

=a

p

+a

m

  

Mamy 

do 

rozdysponowania 

x

1

+x

2

=const,  w  praktyce 

x

2

=0 lub x

1

=0 lub x

1

=x

2

 
Uszkodzenia 

kół 

zębatych 

-rysy 

hartownicze 

pęknięcia  

-uszkodzenia 
interferencyjne 

występują 

przy 

nadmiernym 

nacisku 

pomiędzy stopą a głową  

-odpryski – są inicjowane 
przez  rysy  i  pęknięcia  w 

utwardzonej warstwie  
-wytarcia  i  wydarcia-  są 
wynikiem 

obecności 

twardych  zanieczyszczeń 
pomiędzy zębami  

-zatarcie  i  przegrzanie  – 
powstaje  przy  zaniku 
smaru  i  metalicznym 

styku zęba  
-piting- 

ma 

postać 

piramidkowych  ubytków 
na 

powierzchniach 

bocznych  jest  inicjowany 
przez  pęknięcia  w  które 
wszedł olej  

-zgniot  i  złamanie  – 
uszkodzenie 

nieutwardzonych  zębów 
o  zbyt  małej  granicy 
plastyczności  

 
Obliczanie 

przekładni 

otwartych  –  na  złamanie 
zęba, 

zamkniętej 

na 

naciski powierzchniowe.