Klasyfikacja przekładni zębatych z w zależno ności od kinematyki zazębie bień PRZEKŁADNIE ZĘBATE CZOŁOWE ŚRUBOWE WALCOWE (równoległe) STOŻKOWE (kątowe) HIPERBOIDALNE ŚLIMAKOWE o zebach prostych o zębach prostych walcowe walcowe o zębach śrubowych o zębach skośnych stożkowe (hipoidalne) globoidalna o zębach łukowych
PRZEKŁADNIE ŚRUBOWE
zazębienie czołowe zazębienie śrubowe
Przekładnie śrubowe odznaczają się tym, że ich osie są zwichrowane w przestrzeni. Można je podzielić na: hiperboidalne, walcowe, stożkowe, ślimakowe.
Klasyfikacja przekładni zębatych z w zależno ności od kinematyki zazębie bień PRZEKŁADNIE ZĘBATE CZOŁOWE ŚRUBOWE WALCOWE (równoległe) STOŻKOWE (kątowe) HIPERBOIDALNE ŚLIMAKOWE o zebach prostych o zębach prostych walcowe walcowe o zębach śrubowych o zębach skośnych stożkowe (hipoidalne) globoidalna o zębach łukowych
II I I hiperboloidalna przekładnia śrubowa, walcowa, II - hiperboloidalna przekładnia śrubowa, hipoidalna.
a b a -przekładnia śrubowa, stożkowa b zastępcza przekładnia śrubowa, walcowa
Przekładnie śrubowe hiperboidalne walcowe Decydujący dla właściwości przekładni śrubowej hiperbolicznej walcowej ma punktowy styk zębów.
Zalety: możliwość osiowego przesuwu jednego koła względem drugiego co znacznie ułatwia montaż, niewrażliwość na odkształcenia wałów w czasie pracy, możliwość nakładania na ruch obrotowy dodatkowych niezależnych ruchów obrotowych, wywołanych poosiowym przesuwaniem kół. Wady: znaczne prędkości poślizgu, powodujące szybkie zużywanie się zębów, duże lokalne obciążenia cieplne wynikające z punktowych nacisków i znacznych poślizgów, trudności wykonawcze takich kół.
W przypadku hiperboloidalnej przekładni śrubowej obróbka zębów jest bardzo utrudniona i wobec czego nie znalazła ona większego zastosowania.
Klasyfikacja przekładni zębatych z w zależno ności od kinematyki zazębie bień PRZEKŁADNIE ZĘBATE CZOŁOWE ŚRUBOWE WALCOWE (równoległe) STOŻKOWE (kątowe) HIPERBOIDALNE ŚLIMAKOWE o zebach prostych o zębach prostych walcowe walcowe o zębach śrubowych o zębach skośnych stożkowe (hipoidalne) globoidalna o zębach łukowych
Przekładnie śrubowe stożkowe Śrubowa przekładnia stożkowa (hipoidalna) stosowana jest wówczas, gdy niezbędne jest przenoszenie ruchu obrotowego z jednego na wiele krzyżujących się z nim wałów. Podstawową zaletą takiej przekładni jest to, że koła współpracujące mogą być dwustronnie łożyskowane, a co za tym idzie mogą przenosić dużo większe obciążenia.
dwustronne łożyskowanie dwustronne łożyskowanie
Klasyfikacja przekładni zębatych z w zależno ności od kinematyki zazębie bień PRZEKŁADNIE ZĘBATE CZOŁOWE ŚRUBOWE WALCOWE (równoległe) STOŻKOWE (kątowe) HIPERBOIDALNE ŚLIMAKOWE o zebach prostych o zębach prostych walcowe walcowe o zębach śrubowych o zębach skośnych stożkowe (hipoidalne) globoidalna o zębach łukowych
Przekładnie ślimakowe Rozróżnia się dwa podstawowe rodzaje przekładni ślimakowych: walcowe, globoidalne.
Walcowa przekładnia ślimakowa Walcowa przekładnia ślimakowa składa się ze ślimaka i ślimacznicy, przy czym najczęściej kołem napędzającym jest ślimak. ślimak ślimacznica
Ślimak jest to koło zębate o małej liczbie zębów śrubowych, które tworzą ciągły zwój gwintowy. Liczba zwojów ślimaka odpowiada liczbie jego zębów. Liczba zębów ślimaka wynosi od 1 do 4, a wyjątkowo 7.
Ślimacznica jest to koło zębate o uzębieniu wklęsłym wzdłuż linii zęba. Zęby ślimacznicy obejmują ślimak na części jego obwodu.
Zęby ślimacznicy nacinane są pod kątem równym kątowi pochylenia linii zęba ślimaka. d tgγ = π p d p γ γ -kąt wzniosu linii ślimaka
Przypór zębów przekładni ślimakowej jest liniowy, co przyczynia się do zmniejszenia nacisków powierzchniowych i mniejszego zużywania się zębów. Przełożenie wyraża się stosunkiem liczby zębów lub prędkości obrotowych. Przełożenia przekładni ślimakowej nie można wyrazić za pomocą stosunku średnic podziałowych ślimacznicy i ślimaka. Najczęściej stosowane przełożenia wahają się między 5 a 60, a wyjątkowo do 100.
Przy niewielkich kątach wzniosu linii wzniosu ślimaka przekładnie ślimakowe mogą być samohamowne. Teoretycznie kąt ten powinien być mniejszy od 5 przy obciążeniach statycznych i praktycznie poniżej 2,5 przy obciążeniach dynamicznych. Sprawność przekładni wyraża się podobnie jak sprawność mechanizmu śrubowego, przy czym w przypadku, gdy kołem napędzającym jest ślimak sprawność wyznacza się z zależności: tgγ η = tg ( γ + ρ) gdzie: ρ kąt tarcia oraz γ -kąt wzniosu ślimaka. W praktyce kąt wzniosu ślimaka γ wynosi od 15 do 30.
Samohamowność może być traktowana jako wada lub jako zaleta. W przekładniach napędowych o liczbach zębów ślimacznicy z>1 przy doborze przełożeń zaleca się dobór liczby zębów ślimaka i ślimacznicy tak, aby były one liczbami niepodzielnymi. Zapobiega się w ten sposób współpracy stale tych samych zębów i w ten sposób zapewnia się równomierniejsze zużywanie zębów.
Zalety: możliwość przenoszenia dużych obciążeń ze względu na liniowy styk zębów, dużą cichobieżność zazębienia, możliwość uzyskania dużych przełożeń, możliwość przenoszenia obciążenia przy zwichrowanych osiach. Wady: stosunkowo mała sprawność w porównaniu z innymi rodzajami przekładni (duża część mocy jest tracona na ciepło przekładni), trudności uzyskiwania dużej dokładności wykonania, konieczność dokładnego montażu.
Globoidalna przekładnia ślimakowa W globoidalnej przekładni ślimakowej ślimak i ślimacznica są globoidami, przy czym ślimak obejmuje ślimacznicę swoimi zwojami na znacznej części obwodu.
Wskutek tego zwiększa się pole dolegania, a obciążenie rozkłada się na większą liczbę zębów. Zalety te uwidaczniają się wówczas, gdy elementy przekładni są bardzo dokładnie wykonane i został przeprowadzony dokładny montaż. Z tego względu przekładnie te stosuje się bardzo rzadko.
Przekładnie zębate z specjalne
Nie wiadomo dokładnie, kto i kiedy je wynalazł. Źródła angielskie informują, że John Kemp Starley, konstruktor pierwszego roweru, około 1884 roku skonstruował rower w odmianie damskiej i żeby panie nie brudziły sobie sukni od pokrytego smarem łańcucha zastosował przekładnię falową. Amerykanie uważają za twórcę tej przekładni W. Massera, który miał ją wynaleźć w 1959 roku. Przekładnia falowa
Dość długa była droga do powstania koncepcji przekładni falowej. Rozwój różnego typu silników szybko ujawnił taką ich wspólną cechę, że dla uzyskania dużej mocy w małym gabarycie trzeba wejść w obroty. Jeżeli moment jest dla konkretnego urządzenia wartością niezmienną, to chcąc podnieść moc, nalezy powiększać obroty! Obroty silników nowoczesnych urządzeń przekraczają 8 11 tys. obr/min. Takie obroty do niedawna jeszcze miały niemal wyłącznie turbinki odkurzaczy, sokowirówki, młynki do kawy itp. Jednakże np. wiertło nie może obracać się z taką prędkością i te obroty trzeba zredukować do poziomu 600 1200 obr/min. Przekładnia musi więc realizować przełożenie rzędu 10 20.
Z praktycznych i teoretycznych zależności wynika, że normalne koło zębate, o ewolwentowym zarysie zębów, zasadniczo nie może mieć mniej niż 14 zębów. Gdyby chcieć zrealizować przełożenie np. 10, to duże koło musiałoby mieć 140 zębów. Prowadziłoby to do nadmiernie dużych rozmiarów przekładni. Rozwiązaniem są przekładnie wielostopniowe, przekładnie planetarne lub przekładnie ślimakowe.
Dla dużych przełożeń dobre są przekładnie planetarne, ale są one dość skomplikowane i wymagają dużej precyzji wykonania. Znacznie prostsze są przekładnie ślimakowe, jednak mają one niską sprawność. Kolejną sprawą jest sposób przenoszenia momentu obciążającego przez typową wielostopniową przekładnię zębatą. Cały moment jest przenoszony przez 1 3 pary zębów, w danej chwili współpracujących ze sobą i w sumie jest to niewiele w porównaniu do gabarytów całego urządzenia. Znacznie lepiej współpracują koła zębate o uzębieniu zewnętrznym z kołami o uzębieniu wewnętrznym jak to się dzieje np. w przekładniach planetarnych.
Zasadniczym elementem przekładni falowej jest elastyczny wieniec zębaty, mający najczęściej postać dość wysokiego, cienkościennego pierścienia, z kołnierzem do zamocowania w korpusie urządzenia. Wieniec musi być cienkościenny, bo pracuje cały czas w warunkach sprężystego odkształcenia.
przekładnia zębata o zmiennym przełożeniu
Podstawowe charakterystyki wybranych rodzajów przekładni mechanicznych