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