Projektowanie Systemów
Elektromechanicznych
Wykład 3
Przekładnie
Projektowanie Systemów
Elektromechanicznych
Wykład 3
Przekładnie
Przekładnie
• Zębate:
– Proste;
– Złożone;
– Ślimakowe;
– Planetarne.
• Cięgnowe:
– Pasowe;
– Łańcuchowe;
– Linowe.
Przekładnie
• Hydrauliczne:
– Hydrostatyczne;
– Hydrokinetyczne – podstawą działania jest
wykorzystanie energii kinetycznej płynu.
Stosowane w w automatycznych skrzyniach
biegów. Charakteryzują się stosunkowo niską
sprawnością i możliwością przeciążenia bez
niebezpieczeństwa przeciążenia układu
napędowego.
Przekładnie zębate
Zalety:
• Łatwość wykonania;
• Stosunkowo małe gabaryty;
• Stosunkowo cicha praca – przy
odpowiednim smarowaniu;
• Duża równomierność pracy;
• Wysoka sprawność (do 98%)
Przekładnie zębate
Wady:
• Stosunkowo niskie przełożenie dla
pojedynczego stopnia;
• Sztywna geometria;
• Brak naturalnego zabezpieczenia przed
przeciążeniem.
Przekładnie zębate - podział
Ze względu na umiejscowienie zazębienia
• Zazębienie zewnętrzne;
• Zazębienie wewnętrzne.
Rodzaj ruchu:
• Przekładnia obrotowa;
• Przekładnia liniowa.
Przekładnie zębate - podział
• Wzajemne usytuowanie osi obrotu
• Przekładnia czołowa:
– Walcowa;
– Stożkowa.
• Przekładnia śrubowa:
– Ślimakowa;
– Hiperboloidalna.
Przekładnia prosta
Przełożenie przekładni
2
1
i
2
1
n
n
i
1
2
d
d
i
Wprowadzając pojęcie średnicy podziałowej, modułu oraz
podziałki zęba
m
z
p
z
d
1
2
z
z
i
Przekładnia ślimakowa
)
(
tg
tg
tg
tg
)
(
γ – kąt wzniosu gwintu
ς – „kąt tarcia”, taki że
współczynnik µ=tgς
Elementem napędzającym jest
ślimak
Elementem napędzającym jest
ślimacznica
Samohamowność, gdy: γ < ς, η < 0
Przekładnia ślimakowa
ślimak
ślimacznica
Przekładnia planetarna
(obiegowa)
• Koło zębate wewnętrzne (centralne) z
uzębieniem zewnętrznym;
• Satelity połączone jarzmem (2, 3 lub 4);
• Koło zębate zewnętrzne z uzębieniem
wewnętrznym.
Przekładnia planetarna
(obiegowa)
Koło zębate zewnętrzne
satelita
Koło zębate wewnętrzne
(słoneczne)
Ruchome jarzmo
Przekładnia planetarna -
przełożenie
• Metoda chwilowego środka obrotu
j
j
i
1
13
Względem punktu C
2
2
r
v
B
2
2
2r
v
A
B
A
v
v
2
Metoda chwilowego środka
obrotu
Prędkość liniową v dowolnego punktu A
ciała poruszającego się ruchem płaskim
obrotowym z prędkością kątową względem
nieruchomego w danej chwili punktu B
można obliczyć jako iloczyn prędkości
kątowej i odległości r między punktami A
i B, czyli v=
*r
Przekładnia planetarna -
przełożenie
Względem punktu O
)
(
2
1
r
r
r
v
j
j
j
B
1
1
r
v
A
wiedząc, że:
B
A
v
v
2
)
(
2
2
1
1
1
r
r
r
j
Przekładnia planetarna -
przełożenie
1
2
1
1
2
2
r
r
r
j
2
1
3
2 r
r
r
1
3
1
1
3
1
1
13
z
z
z
r
r
r
i
j
j
ostatecznie:
Przekładnia pasowa
Zalety:
• Łagodzenie gwałtownych zmian obciążenia;
• Tłumienie drgań;
• Zabezpieczenie zespołów napędowych
przed nadmiernym przeciążeniem;
• Prostota, niskie koszty wytwarzania;
• Mała wrażliwość na dokładność
wzajemnego ustawienia osi
Przekładnia pasowa
• Wady:
• Mała zwartość;
• Duże siły obciążające wały i łożyska –
naciąg pasów;
• Niestałość przełożenia – poślizg pasów.
Przekładnia pasowa
Przekładnia pasowa - schemat
Przekładnia pasowa - obliczenia
1. Wstępny dobór przekroju pasa, średnicy
mniejszego koła (najmniejsze w danym
typoszeregu, ze względu na zwartość
przekładni)
2. Obliczenie prędkości obwodowej na
średnicy skutecznej
2
p
d
v
Przekładnia pasowa - obliczenia
• Obliczenie przełożenia i średnicy
skutecznej drugiego koła:
2
1
2
1
1
2
n
n
d
d
i
p
p
• Obliczenie średnicy równoważnej koła
mniejszego:
1
1
K
d
D
p
e
Przekładnia pasowa - obliczenia
Przekładnia pasowa - obliczenia
• Odległość międzyosiowa a:
)
(
50
2
2
1
2
1
p
p
p
p
d
d
a
d
d
• Długość pasów:
cos
2
)
(
180
2
2
1
2
1
a
d
d
d
d
L
p
p
p
p
p
Przekładnia pasowa - obliczenia
a
d
d
p
p
2
sin
1
2
2
180
1
• Dobrać znormalizowaną długość pasa L
p
• Wynikowa odległość międzyosiowa:
cos
2
)
(
180
2
2
1
2
1
p
p
p
p
p
d
d
d
d
L
a
Przekładnia pasowa - obliczenia
• Sprawdzenie przenoszenia mocy
T
L
k
k
k
N
z
N
1
N
1
– moc przenoszona przez jeden pas dobierana na podstawie średnicy
równoważnej i prędkości obwodowej;
k
L
– liczba uwzględniająca zmienność obciążeń pasa zależna od jego
długości;
k
φ
– liczba zależna od kąta opasania;
k
T
– liczba uwzględniająca warunki i liczbę godzin pracy pasa klinowego.
Przekładnia pasowa - obliczenia
• Liczba pasów:
k
k
k
N
z
L
T
Wariatory – pasy płaskie, stożkowe koła; pasy
klinowe, koła o zmiennej średnicy skutecznej;
płynna i skokowa zmiana przełożenia.
Wielokrążki
• Wielokrążek prosty;
• Wielokrążek potęgowy;
• Wielokrążek różnicowy
Wielokrążek prosty
Wielokrążek zwykły
• Siła niezbędna do uniesienia ciężaru Q:
wkz
k
Q
P
)
1
(
1
k
k
wkz
Wielokrążek zwykły
Siła niezbędna do uniesienia ciężaru Q dla:
• Końca cięgna umocowanego do zblocza
nieruchomego:
• Końca cięgna umocowanego do zblocza
ruchomego:
n
Q
P
2
)
1
(
2
n
Q
P
Wielokrążek potęgowy
wkp
n
Q
P
2
n
wkp
)
2
1
(
Wielokrążek różnicowy
Q
R
r
R
P
wkr
2
))
1
(
2
,
0
99
,
0
01
,
1
(
2
)
)(
1
(
R
r
R
r
R
wkr
