KATEDRA PŁATOWCA I SILNIKA

PODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN

 

T 19. PRZEKŁADNIE CIERNE

mgr inż. Waldemar SOKOŁOWSKI

W S O S P

LITERATURA

• Dietrych J.: Kocańda St., Korewa W., Podstawy konstrukcji maszyn, 

Cz. I, II, III, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne,  Warszawa  1967.

• Dietrych M.: Podstawy konstrukcji maszyn, Wydawnictwo 

Naukowo-Techniczne, Tom I, II, III, Warszawa 1999.

• Osiński Z., Bajon W., Szucki T.: Podstawy konstrukcji maszyn, 

Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1975.

• Ćwiczenia z Podstaw konstrukcji maszyn, Poradnik, Wrocław 1982.

Zagadnienie 1. Ogólna charakterystyka przekładni ciernych 

W przekładniach bezcięgnowych o sprzężeniu ciernym przenoszenie napędu odbywa 
się dzięki sile tarcia powstającej między parą kół ciernych.
Rozróżnia się przekładnie cierne o przełożeniu stałym lub zmiennym w sposób ciągły 
(wariatory). Zwykle buduje się przekładnie o przełożeniu zmiennym. Przekładnie 
zwykle pasują na sucho lub smarowane są olejem, odprowadza ciepło jednak 
powoduje zmniejszenie tarcia, co zmusza do stosowania większych nacisków i 
prowadzi do zwiększenia wymiarów. 
Uzyskiwane parametry przekładni:

•prędkość obwodowa kół ciernych v<25m/s;

•przełożenie i<10;

•sprawność η<96% dla elementów ciernych przeciętnie wykonanych (60 – 70)%.
W przekładni o dobrze przeanalizowanej geometrii, poprawnie skonstruowanej i 
precyzyjnie wykonanej, sprawność osiąga wartość 95÷96%.
Zalety przekładni ciernych:

•prosta konstrukcja elementów ciernych i łatwe do wykonania;

•cichobieżność i brak obciążeń dynamicznych pozwalające na pracę przy dużych 
prędkościach obrotowych;

•możliwość uzyskani dużej rozpiętości przełożeń;

•możliwość ciągłej regulacji obrotów.
Wady:
duże obciążenie wałów łożysk;
konieczność stosowania specjalnych urządzeń dociskających siebie elementy cierne;
brak stałości przełożenia z powodu poślizgów;
stosunkowo mała sprawność;
duża wrażliwość na nierównomierność obciążenia.

Rodzaje przekładni 
bezstopniowych:  a), b), c), 
d) przekładnie czołowe,  e), 
f) z bębnami stożkowymi i 
krążkiem czołowym,  g) ze 
sztywnym pierścieniem,  h) 
ze sztywnym pierścieniem 
i rolką odciążającą łożyska, 
 i) z wewnętrznym 
pierścieniem 
pośredniczącym,  j), k) 
stożkowe o osiach 
nierównoległych,  l) 
stożkowe z przekładnią 
zębatą, której siła 
międzyzębna dociska 
tarczę do elementu 
stożkowego,  ł) stożkowe z 
elementem kulistym,  m) 
wielotarczowe,  n), o) 
toroidalne,  p) z rolkami 
stożkowymi,  r) kulowe,  s) 
z rozsuwanymi tarczami 
stożkowymi.

Zagadnienie 2. Dobór materiałów pary ciernej 

W przekładniach ciernych bardzo istotnym problemem jest dobór 

materiałów pary ciernej. Decydującym o znaczeniu jest współczynnik 
tarcia ślizgowego. Kojarzenie materiałów powinno być takie, aby tarcie 
toczne było możliwie małe (małe odkształcenia sprężyste), a tarcie 
ślizgowe możliwie duże. Wymagana jest również wysoka granica 
zmęczenia stykowego, duża odporność na zużycie i dobre 
odprowadzenie ciepła. Praktycznie nie można dobrać materiałów 
spełniających te wszystkie wymagania.

Do najczęściej używanych materiałów na pary cierne używamy:
1.  Stal hartowana- stal hartowana (o twardości większej lub równej 60 

HRC) – prędkości małe v<7m/s i N>10 kW przy większych parametrach 
(N>20 kW i 

 v = 15÷20m/s) przekładnie są smarowane olejem.
2.  Żeliwo-stal lub stal-żeliwo. Materiały te zapewniają dobrą współprace 

elementów ciernych ze względu na większą odporność na zatarcie, 
cichobieżność, ale sprawność nieco mniejsza.

3.  Tworzywo sztuczne-stal lub żeliwo. Takie skojarzenie ma następujące 

zalety: większy współczynnik tarcia, cichobieżność. Wady, to mniejsza 
sprawność, większe wymiary gabarytowe ze względu na mniejsze 
dopuszczalne naciski na powierzchniach współpracujących.

4.  Guma-stal lub żeliwo. Duży współczynnik tarcia ślizgowego (µ<0,8). 

Stosuje się przy małych mocach, gdy wymagana jest duża 
cichobieżność i płynność ruchu, straty mocy w wyniku odkształcenia 
gumy nie są istotne. 

Zagadnienie 3. Moc przekładni ciernej 

Elementy cierne muszą być dociskane do siebie z siłą zapewniającą 
dostateczne sprzężenie cierne przy nominalnym obciążeniu przekładni. 
Obciążenie przekładni momentem powoduje powstanie na powierzchni 
styku obwodowej siły tarcia P

T

.



n

T

P

P 

P

n

 – sił docisku 

Aby nie dopuścić do poślizgu, P

n

 zwiększa się o wsp. β





n

T

P

P 







T

n

P

P 

Moc przenoszona na wale I
                                                  N

1

 = M

1

 ω

1

 

na wale II 
                                            N

2

 = ηN

1

 = η M

1

ω

1

Moment na wale I

2

1

1

d

P

M

T



Prędkość kątowa

30

1

1

n







30

2

1

1

1

n

d

P

N

T





Jeżeli P

n

 wyrazimy w (N), d w (mm), n

1

 w (obr/min) i N

1

 chcemy otrzymać w kW







7

1

1

1

10

*

6

n

d

P

N

n



Dziękuję za uwagę