Sprzężenie cierne w

połączeniach i w zespołach

maszynowych

Leszek Ruszkowski

V rok AiR

Inżynieria Biomedyczna

2010.III.15

Połączenie cierne

Połączenie cierne – połączenie chwilowe, okresowe, stałe rozłączne

lub nierozłączne w budowie maszyn w którym siła lub moment
siły z elementu do elementu połączenia zapewniane jest poprzez
tarcie. Docisk elementów trących zwykle realizowany jest przez
inne elementy pomocnicze.

Połączenie cierne wykorzystywane jest w:
• połączeniach wciskowych (czyste połączenie cierne)
• połączeniach nitowych
• połączeniach gwintowych
• sprzęgłach ciernych
• hamulcach
• przekładniach cięgnowych
• przekładniach ciernych

Przekładnia cierna

Przekładnia cierna – przekładnia mechaniczna, w której dwa

poruszające się elementy (najczęściej wirujące) dociskane są do
siebie tak, by powstało między nimi połączenie cierne. Siła tarcia
powstająca pomiędzy elementami odpowiedzialna jest za
przeniesienie napędu.

Uzyskiwane parametry przekładni ciernych:
• prędkość obwodowa kół ciernych
• przełożenie
• sprawność

s

m

v

/

25



10



i

%

96





Przekładnia cierna
bezpośrednia

Przekładnia cierna

Zalety:
• brak elementów dodatkowych,
• prosta konstrukcja,
• odporność na przeciążenia.

Wady:
• duży poślizg = mała sprawność,
• brak możliwości synchronizacji połączenia.

Przekładnia cierna pośrednia

Przekładnia pasowa

Zalety:
• prosta konstrukcja,
• możliwe przekazywanie napędu

na dużych odległościach,

• mała wrażliwość na niedokładności

wykonawcze.

Wady:
• poślizg na pasach = spadek mocy

(zmniejszona sprawność),

• brak możliwości synchronizacji połączenia.

Połączenie cierne

Połączenie cierne

Połączenie cierne

Poślizg w przekładni pasowej wynika przede wszystkim z
właściwości sprężystych pasa. Naprężenia w cięgnie czynnym są
większe od naprężeń w cięgnie biernym. Zmiana wartości odbywa
się na łuku opasania, w obszarze styku pasa z kołem.
Równocześnie z naprężeniami zmieniają się odkształcenia a to z
kolei wiąże się ze zmianą wydłużenia pasa. Towarzyszy temu
poślizg pasa na powierzchni jego styku z kołem.
W konsekwencji tego zjawiska powstaje różnica pomiędzy
prędkością cięgna czynnego Vc i prędkością cięgna biernego Vb.

Poślizg sprężysty wynosi zazwyczaj od 1% do 2% i określa się go
wzorem:

Połączenie cierne

Sprawność mechaniczna przekładni pasowej związana jest ze
stratami jakie zachodzą w wyniku poślizgu pasa, jego zginania na
kołach, tarcia wewnętrznego oraz oporów aerodynamicznych.

Sprawność przekładni można wyznaczyć doświadczalnie
korzystając ze wzoru:

Zwiększenie obciążenia powoduje wzrost poślizgu sprężystego.
Po przekroczeniu wartości granicznej obciążenia, wynikającej
między innymi z warunku sprzężenia pasa z kołem, następuje
poślizg trwały.

Połączenie cierne

Zależność sprawności mechanicznej od poślizgu sprężystego

Połączenie cierne

Wpływ obciążenia przenoszonego oraz prędkości pasa v na

sprawność przekładni pasowej

Literatura

• pod red. Marka Dietricha „Podstawy konstrukcji maszyn” tom 3,

WNT, Warszawa 1999

• Laboratorium podstaw konstrukcji maszyn, materiały własne