Przekładnie.

Przekładnie są urządzeniami, których zadaniem jest najczęściej zmniejszenie prędkości obrotowej maszyny roboczej w stosunku do dużej prędkości wału silnika napędowego. W każdej przekładni wyróżniamy elementy napędzające — czynne i napędzane — bierne. Element napędzający przekazuje ruch silnika bezpośrednio, lub z udziałem elementów pośredniczących, elementowi napędzanemu. Stosunek prędkości obrotowej n2 koła napędzanego do prędkości obrotowej n, koła napędzającego nazywamy przełożeniem przekładni:

gdzie: D1, D2 — średnice skuteczne kół przekładni,
z1 , z2 — liczby zębów kół zębatych w przekładni zębatej,
n1, n2 — prędkości obrotowe elementu napędzającego i napędzanego.

Rozróżniamy trzy typy przekładni: cierne, cięgnowe i zębate.

Przekładnie cierne przenoszą ruch obrotowy z jednego koła na drugie dzięki sile tarcia wywołanej dociśnięciem obu kół do siebie — bezpośrednio (rysunek a i b) lub przez część pośredniczącą (rysunek c).

Przekładnie cierne: a) o stałym przełożeniu, b, c) o zmiennym przełożeniu w sposób ciągły.

Przekładnia na rysunku a ma przełożenie stałe, pozostałe mają przełożenie zmienne w sposób ciągły. Przekładnie cierne o zmiennym przełożeniu są stosowane m. in. w ubijarkach cukierniczych do ubijania ciast.

Przekładnie cięgnowe przenoszą ruch obrotowy z jednego koła na drugie za pośrednictwem cięgna. W zależności od rodzaju cięgna, którym może być pas, lina lub łańcuch, rozróżnia się przekładnie pasowe, linowe i łańcuchowe, oraz ich elementy: koła pasowe, linowe i łańcuchowe. Średnice kół pasowych są znormalizowane.

Przekładnie cięgnowe — pasowe: a) otwarte, b) półotwarte, c) skrzyżowane, d) z naprężaczem.

W wielu maszynach gastronomicznych stosuje się pasy klinowe o przekroju trapezowym. Pasy te składają się z dwóch warstw: cienkiej zewnętrznej o dużej wytrzymałości na ścieranie i wewnętrznej o dużej wytrzymałości na rozciąganie i zginanie.

Przekrój wieńca koła pasowego i pasów klinowych trapezowych.

Przekładnie z pasami klinowymi są tak wykonane, że można zmienić rozstaw kół pasowych, co umożliwia regulację napięcia w miarę wydłużania się pasa. Pasy klinowe są ułożone w rowkach kół pasowych.

Jako cięgna przekładni łańcuchowych stosuje się łańcuchy drabinkowe lub zębate różnych konstrukcji.

Cięgna przekładni łańcuchowych: a) łańcuchy drabinkowe, b) drabinkowe — tulejkowe, c) zębate z łańcuchem pojedynczym i wielokrotnym

Łańcuchy zębate pracują lepiej niż drabinkowe, gdyż budowa ogniwek zębatych zapobiega występowaniu luzu obwodowego zwiększającego się w miarę zużywania się łańcucha. Przekładnie łańcuchowe stosuje się w przypadkach, gdy pożądana jest niezmienność przełożenia i gdy ze względu na znaczną odległość osi nie można zastosować przekładni zębatej. Łańcuchy drabinkowe i koła łańcuchowe są znormalizowane. Przekładnie zębate stosuje się wszędzie tam, gdzie odległość między wałem napędzającym i napędzanym jest mała.

Przekładnie zębate: a) równoległa, b) kątowa, c) wichrowata, d) ślimakowa.

Na rysunku pokazano kilka przykładów przekładni zębatych. Koła zębate tych przekładni mogą mieć kształt walca lub stożka; przekładnia ślimakowa składa się z koła ślimakowego (ślimacznicy) i ślimaka wykonanego zwykle razem z wałem. Zęby ślimaka są zazębione jednocześnie z kilkoma zębami ślimacznicy, dzięki czemu możliwe jest przeniesienie dużych momentów sił, a proces zużywania się zębów jest wolniejszy niż w innych przekładniach zębatych. Przekładnie ślimakowe stosuje się wszędzie tam, gdzie zachodzi potrzeba znacznego przełożenia, np. w misach kutra.

Kierunek ruchu obrotowego wału napędzanego w przekładni zębatej jest przeciwny kierunkowi ruchu wału napędzającego. Jeżeli zmiana kierunku ruchu jest niepożądana, to między koła zębate wałów współpracujących wprowadza się trzecie koło pośrednie (rysunek b).

Kierunki prędkości obrotowej kół w przekładniach zębatych.

Za pomocą jednej pary kół zębatych uzyskuje się tylko jedno stałe przełożenie. Aby uzyskać kilka różnych prędkości obrotowych wału napędzanego przy stałej prędkości wału napędzającego, stosuje się przekładnie wielostopniowe. Na rysunku przedstawiono przekładnię dwustopniową, w której połączone w jedną całość koła z1 i z3 można przesuwać wzdłuż wału. Dzięki temu wał napędzany może obracać się z dwiema różnymi prędkościami: jedną, gdy współpracują koła z1 i z2 oraz drugą, gdy współpracują koła z3 i z4.

Schemat przekładni dwustopniowej.

 

Ćwiczenie

Oblicz prędkość obrotową sprzęgła, jeżeli liczby zębów kół zębatych przekładni wynoszą: z1 = 18, z2 = 45, z3= 13, z4 = 44, a wał silnika elektrycznego obraca się z prędkością n1= 1450 obr/min.