Sprzęgła: służą do łączenia wałków w celu przeniesienia momentu obrotowego, przy czym wałki mogą być współosiowe i nie, łączenie zaś mogą być trwałe lub okresowe. Sprzęgła mogą również spełniać dodatkowe funkcje : zapewnianie napędu tylko w jednym kierunku, ograniczenie wartości przenoszonego momentu, łagodzenie przenoszonego momentu.(1)Sztywne. (a) tulejowe- umożliwia przesunięcia osiowe wałków, co chroni przed powstaniem obciążeń wzdłużnych, łatwe i szybkie łączenie, duży luz kątowy, mogą być stosowane jako przeciążeniowe przy zastosowaniu kołków o niewielkiej średnicy, łączenie tylko wałków współosiowych . (b)Tarczowe- elementem sprzęgającym jest kołek. Wałki nie musi być współosiowe, zmienne przełożenie, kątowy luz martwy(im dalej od osi tym mniejszy, zmienia się sinusoidalnie), tarcie między elementami powoduje zużycie elementów i straty energetyczne (można to ograniczyć przez zastosowanie sprężyny dociskającej pośrednie elementy toczne). (c)Oldhama złożone z dwóch tarcz z występami oraz płytki pośredniej z rowkami. Stałe przełożenie, może współpracować z wałkami o małej niewspółosiowości. (d)Cardana. Z dwóch widełek połączone przegubowo krzyżakiem. Pojedyncze sprzęgło ma przełożenie zmienne w funkcji bieżącego kąta(0,71-1,41),podwójne sprzęgło ma przełożenie stałe. Ramiona sprzęgieł na wałku pośrednim są równoległe, osie zaś wałków końcowych leżą w jednej płaszczyźnie.

(2)Sprzęgła sprężyste. Moment obrotowy przenoszony jest przez element podatny, oddzielający dynamiczne wałek czynny od biernego, dzięki temu uzyskuje się osłabienie nagłych, uderzeniowych zmian momentu oraz zmniejszenie drgań i hałasu.(a)Tarczowe -w elemencie podatnym wykonane są otwory w które wchodzą parami bolce.(b)Membranowe. Elementem podatnym jest cienka sprężysta płytka z metalu lub z tworzywa szt. Przymocowana do tarcz sprzęgła, sprzęgło sztywne skrętnie.(c)Tulejowe.elementem podatnym może być tuleja z nacięciami .

1.Sprzęgło kłowe

Stosowane do łączenia dwóch elementów osadzonych na tym samym wale. Są używane jako sprzęgła rozłączne sterowane z zewnątrz. Jeśli zarysy kłów są pochylone to wówczas sprzęgła kłowe mogą pracować jako przeciążeniowe, gdyż przy zbyt dużym momencie zęby przeskakują po sobie. Sprzęgła kłowe mogą pracować jako sprzęgła jednokierunkowe. Przy małym kacie pochylenia zacisku zęba, zęby przenoszą moment w drugą stronę przeskakując po sobie. Sprzęgła te mają stosunkowo małe gabaryty, ale za to przenoszą duże obciążenia, które rozkładają się na dużą liczbę zębów.

1. Sprzęgło cierne przeciążeniowe

Przenoszą one moment poprzez tarcie wywołane dociskiem powierzchni ciernych wywołane przez sprężynę. Gdy wartość momentu obciążeniowego wzrośnie powyżej momentu przeciążeniowego Mr następuje wzajemny poślizg tarcz sprzęgła i rozłączenie momentu napędowego. Aby zmniejszyć czas rozruchu takiego sprzęgła należy zmniejszyć moment przeciążeniowy. Maksymalny moment przenoszony przez sprzęgło cierne przeciążeniowe o tarczach stożkowych wynosi , należy dążyć do jak największej średnicy
. Ponadto moment przenoszony przez sprzęgło można zwiększyć powiększając siłę P, oraz zwiększenie współczynnika tarcia. Powiększenie momentu można uzyskać, gdy zwiększymy liczbę powierzchni ciernych.

2. 
   Sprzęgło przeciążeniowe cierne - obliczenia

F - siła docisku sprężyny;
μ - współczynnik tarcia; Ds - średnia średnica powierzchni trących.
gdy zastosowane są tarcze stożkowe, wartość kątaα nie może być mała aby nie wystąpiło zakleszczenie stożków. α>ρ=arctgμ. Siła F nie może mieć bardzo dużych wartości, gdyż nie pozwalają temu względy wytrzymałościowe. Siła F nie może przekraczać nacisków maksymalnych (dopuszczalnych)

.Jeżeli w takim sprzęgle liczba powierzchni trących wynosi k to sprzęgło może przenieść moment .

4.Sprzęgła jednokierunkowe samo zakleszczające

Sprzęgło cierne jednokierunkowe rolkowe z krzywką zewnętrzną. 1 - człon czynny(krzywka); 2 - człon bierny; 3 - element pośredni (rolka lub wałeczek); 4 - sprężyna elementu pośredniego. Podczas obrotu krzywki następuje zaklinowanie wałeczka w szczelinie utworzonej przez powierzchnie krzywki i powierzchnie wewnętrzne tulei. Wałeczek jest dociskany do obu powierzchni przez płaską sprężynę, zapewnia to natychmiastowe zaklinowanie wałeczka. Przy obrocie w przeciwnym kierunku zaklinowanie ustaje i następuje rozłączenie sprzęgła. W celu poprawnego działania jednokierunkowego sprzęgła typu - jedno koło - musi być spełniony warunek α≤2ρ, α - kąt zaklinowania wałeczka, ρ - kąt tarcia w punktach styczności. Warunkiem samo zakleszczenia jest sinα≥f, gdzie f - współczynnik tarcia tocznego w punktach styczności. Zaletą tego sprzęgła jest, że sprzęga w dowolnym położeniu kątowym wałków, prosta budowa, mały martwy luz kątowy, wada - konieczność dokładnego wykonania elementów.

3. Sprzęgło zapadkowe, porównanie z innymi jednokierunkowymi

Jest to sprzęgło jednokierunkowe służące do przenoszenia momentu z wałka czynnego na wałek bierny tylko w jednym kierunku lub gdy wałek bierny zacznie obracać się szybciej od wałka czynnego następuje samoczynne rozłączenie się sprzęgła. Sprzęgła te są proste konstrukcyjnie, łatwe wykonaniu, lecz nie wymagają dużej dokładności wykonania jak sprzęgła cierne i są pewne w działaniu. Pewność działania zależy od sprężyny zapadki oraz od ułożyskowania zapadki. Sprzęgła te źle przenoszą obciążenia uderzeniowe ze względu na małą wytrzymałość zapadki i koła zapadkowego. Ponad to sprzęgło to jest hałaśliwe podczas pracy biegu jałowego oraz duże są wartości opóźnień podczas przejścia z ruchu jałowego do ruchu pracy.

Natomiast sprzęgła cierne mają takie zalety jak:

• Sprzęgają w dowolnym położeniu kątowym wałka;

• Mają mały luz kątowy;

• Małe opory ruchu jałowego

Wadą ich jest konieczność dokładnego wykonania elementów oraz gwałtowność sprzęgania.

Sprzęgła kłowe posiadają małe wymiary i mogą przenosić duże obciążenia. Wadą ich jest zachowanie współosiowości wałków.

4. Sprzęgło Cardana

Składa się ono z dwóch widełek połączonych przegubowo krzyżakiem. Służy do łączenia wałków o dużej niewspółosiowości. Sprzęgło to ma nie stałe przełożenie i aby to wyeliminować należy połączyć dwa sprzęgła Cardana. Przełożenie w pojedyńczym sprzęgle wynosi

Łożyska:

1. Rodzaje tarcia w łożyskach. Przykład, sposoby oszacowania.

• tarcie ślizgowe (koszyczek ślizga się o kulki, bieżnie pomocnicze trą o wałki);

• tarcie toczne (kulki trą tocznie po bieżni);

• tarcie wiertne;

• tarcie w smarze (im gęstszy tym większe);

Oszacowanie momentu tarcia:

• za pomocą wzorów empirycznych zawartych w katalogach;

• metodą dobiegu;

• metodą wybiegu (doświadczalnie). Porównanie dwóch łożysk
  

Toczne: P0-normalnej klasy dokładności, P6- wyższe od normalnej, P5-wyż do P6, P4,Trwałość umowna-L- liczba obrotów jakie w określonych warunkach osiągnie 90% łożysk, Nośność ruchowa-C-n>=10, takie obciążenie łożyska przy którym jego trwałość wyniesie 1 mln obrotów,

a - kulkowe zwykłe, b - kulkowe do iskrowników,

c - kulkowe skośne jednorzędowe, d -kulkowe skośne jednorzędowe z dzielonym pierścieniem wewnętrznym,

e - kulkowe skośne dwurzędowe, f - kulkowe wahliwe, g - walcowe, h - stożkowe, i - igiełkowe, j - baryłkowe, k - kulkowe wzdłużne jednokierunkowe, l - baryłkowe wzdłużne, m - kulkowe wzdłużne dwukierunkowe

1 - pierścień wewnętrzny, 2 - pierścień zewnętrzny,

3 - element toczny, 4 - koszyczek

• Rola smarowania i uszczelniania łożysk tocznych. Przykład uszczelnień.

Rola smarowania i uszczelniania: (uszczelnienie) ochrona przed korozją i zmniejszenie oporów ruchu, odprowadzenie ciepła; (smar) ochrana przed zanieczyszczeniem, ograniczenie stykania się metali, zmniejszenie zużycia, odprowadzenie ciepła. Łożyska toczne wymagają niewielkiej ilości smaru, gdyż jego nadmiar zwiększa opory tarcia. W łożyskach pracujących do 70°C - smar stały, powyżej olej mineralny. W zależności od rodzaju smaru i szybkości konieczne jest odpowiednie uszczelnienie łożyska. Uszczelnienie zapobiega też przed przenikaniem obcych ciał np.: pyłu, wilgoci. Uszczelnienia mogą być niezwiązane z łożyskiem (między pokrywą i wałkiem) lub występować bezpośrednio w łożysku. Pierwsze z nich to pierścienie filcowe, kołnierzowe i labiryntowe.

Wśród łożysk rozróżnia się z osłonami blaszanymi (Z - jednostronne, ZZ - dwustronne) i uszczelnieniami gumowymi (RS - jednostronne, 2RS - dwustronne).

Łożyskowanie na zasadzie stałej oprawy i stałego wałka,

Ruch oprawy jest gorszy, ponieważ przy styku kulki z oprawą promienie krzywizny kulki i wałka różnią się bardziej niż w pierwszym przypadku. Przypadek ruchomego wałka: pierścień wewnętrzny wiruje w stosunku do obciążenia lub obciążenie wiruje względem pierścienia.

Panewki z tworzyw sztucznych i spiekane: z tworzyw sztucznych: łatwe wykonanie, mogą pracować bez smarowania, mała obciążalność, złe odprowadzanie ciepła, zmiana cech materiału podczas użytkowania, spiekane: duża porowatość, nasycone smarem, nie nadają się do pracy przy obciążeniach udarowych,

2. Łożyska kulowe

W tych łożyskach powierzchnia nośna panewki może być kulista, stożkowa lub walcowa. Przy powierzchni kulistej łożyska mogą przenosić większe obciążenia niż inne łożyska, najczęściej stosowane jest powierzchnia stożkowa ze względu na łatwość wykonania, ponadto można kasować luz w skutek dociśnięcia.

Łożyska nożowe i pryzmatyczne.

Nożowe:

k= 0,4÷0,5. Należy do ułożyskowań tocznych. Łożysko nożowe jest łożyskiem otwartym a więc może wykonywać tylko niewielkie ruchy wahliwe.

Pryzmatyczne:

Łożysko otwarte, ułożyskowanie ślizgowe z panewkami pryzmatycznymi. Siła działa w nich stale w jednym kierunku na pryzmatyczną panewkę. Ułożyskowanie osi jest bardzo dokładne. Stosowane w mechanizmach dźwigniowych z krótkimi ramionami.

3. Łożysko stożkowe

Krawędziowa powierzchnia nośna, wykonane ze stali hartowanej o małej chropowatości. Łożysko wykonane jest najczęściej na wkręcie w postaci stożkowego nawiercenia i walcowego otworu, gdzie l>d/2. Moment tarcia od siły poprzecznej wynosi
, przy czym najmniejszy jest dla 2β=60° oraz 2α=90÷120°

Łożysko kiełkowe-ślizgowe

Sposób ułożyskowania podobny do łożyska nożowego. Czop stożkowy z kulistym zakończeniem o promieniu r współpracuje z czaszą kulistą o promieniu R lub w kształcie stożka. W obu wypadkach musi być spełniony warunek R>r. w tym celu zapewnia się wałkowi tylko jeden stopień swobody, przez ułożyskowanie na obu końcach w dwóch przeciwległych panewkach umiejscowionych najlepiej we wkrętach co pozwala na kasowanie luzu wzdłużnego. Przy osiowym obciążeniu wałka występuje wyłącznie tarcie wiertne (szczególna odmiana tarcia ślizgowego). Jeśli siła F działa wzdłuż osi to obszar styku ma kształt koła o promieni
, maksymalny nacisk
moment oporów ruchu
.

Aby uzyskać wzrost obciążalności łożyska należy: tak dobrać tak promienie i materiały aby przy porównywalnych wartościach nacisków dopuszczalnych, promień r0 był możliwie duży(duże r i R, małe E1, E2), wzrost r0 powoduje wzrost oporów.

Ułożyskowania sprężyste: sprężyna płaska zginana

PRZEKŁADNIE

Sprawność - jest to stosunek wielkości użytecznej wydanej przez układ do wielkości tego samego rodzaju dostarczonej do tego układu. Straty tarcia ujmowane są w pojęciu sprawności zazębienia zespołu konstrukcyjnego, w którym sprawność jest bardzo istotna.

Przekładnia ślimakowa
η - sprawność, γ - wznios linii śrubowej, ρ' - pozorny kąt tarcia. Ta przekładnia jest samohamowna gdy: η<0,5.

Przekładnia śrubowa

- kąty pochylenia zębów, μ' - pozorny kąt tarcia. Ta przekładnia jest samohamowna gdy: η<0, czyli w przekładniach im sprawność jest większa tym samohamowność jest mniejsza.

Przekładnia cierna

W przekładni tej ruch przekazywany jest z członu czynnego na bierny w sposób bezpośredni lub pośredni za pomocą stożka lub kuli. W przekładni na koło bierne przekazywany jest moment
, gdzie μ - wspólczynnik tarcia na styku kół. Moment możemy zwiększyć przez zwiększenie siły docisku, tak by nie przekroczyć maksymalnej oraz przez zwiększanie wartości μ, które zależy od przyjętych materiałów, oraz przez zwiększanie
, ale pociąga to za sobą wzrost momentu bezwładności. Korzystny jest efekt, gdy klinowane są wieńce kół. Uzyskujemy dwie powierzchnie trące. Przekładnie talerzowe umożliwiają zmianę prędkości kątowej w szerokim zakresie, oraz realizują przełożenie w dwóch przeciwnych kierunkach przez zmianę położenia koła napędzającego.

Przekładnie cięgnowe. Przekładnie cięgnowe służą do zamiany ruchu obrotowego na posuwisty lub odwrotnie oraz posuwistego na posuwisty. Zależnie od połączenia cięgna z członem czynnym i biernym rozróżnia się przekładnie cięgnowe: Cierne (siły przenoszone są za pomocą sił tarcia) z cięgnem utwierdzonym (cięgno utwierdzone jest do obu wałków);-Z cięgnem kształtowym (cięgno jest sprzężone z dwoma członami z pomocą kształtowego wieńca).

Przekładnia cięgnowo - cierna.

So - przed obciążeniem momentem; S1, S2 - po obciążeni momentem; Su - naciąg użyteczny;

Zadania: służą do przenoszenia ruchu za pomocą cięgien. Dokładniejszą przekładnię jest przekładnia z cięgnem utwierdzonym (brak poślizgu, stałość przełożenia).

Przekładnie z paskiem zębatym

W przekładniach zębatych stosuje się pasek zębaty co pozwala na dużą zwartość przekładni oraz dużą jej sprawność. Paski zębate są wykonywane z materiałów odpornych na korozję o dużej odporności na ścinanie i dużej odporności na zużycie. Wewnątrz paska w celu jego wzmocnienia umieszcza się specjalne cięgna stalowe, które minimalizują odkształcenia paska. Koła współpracujące z paskami zębatymi są wykonane z tworzyw sztucznych, stali i aluminium. Pracują przy dużych prędkościach. Paski są powiązane kształtowo z kołami co upodabnia jej do przekładni łańcuchowej. Przekładnie nie wymagają wstępnego napięcia i pozwalają na uzyskanie przełożeń do i =30. Przy i>3,5 duże koło może być gładkie. Materiał pasa to sztuczna guma lub polimetam. Warstwa nośna to linka stalowa lub poliamid.

4.Kąt przyporu, wskaźnik zazębienia.

Kąt przyporu - (α) jest to kąt ostry, zawarty między linia przyporu i prostą prostopadłą do linii prostej łączącej środki obu kół. Wskaźnik zazębienia można traktować jako średnią liczbę par zębów równocześnie współpracujących (równocześnie przenoszących obciążenie).Jest to iloraz kąta zazębienia czołowego koła zębatego i jego podziałki kątowej.
Aby zapewnić płynność pracy wskaźnik zazębienia powinien być > 1. Nie zależy on od modułu, jego wartość rośnie, gdy rośnie liczba zębów kół, gdy rośnie współczynnik wysokości głowy zęba a maleje kat przyporu.

Obliczenia do przekładni ślimakowej

- średnica podziałowa,
- średnica podstaw,
- średnica wierzchołków ślimaka,
- średnica podziałowa ślimacznicy,
- średnica wierzchołków ślimacznicy,
- średnica podstaw ślimacznicy,
ilość zębów z - ślimaka, Z - ślimacznicy, γ - kąt wzniosy linii zębów,
. Przekładnia jest samohamowna, gdy η'≤0, γ≤ρ'.
gdzie ρ' - pozorny kąt tarcia, μ - współczynnik tarcia miedzyzębnego.

Siły międzyzębne

Samohamowność: Jest to własność mechanizmu polegająca na tym, że po usunięciu siły napędzającej powodującej ruch obciążonego elementu, siły tarcia powodują zatrzymanie elementu. Występuje ona gdy kąt działania siły jest mniejszy niż kąt tarcia. Samohamowność jest często wykorzystywana w przekładniach ślimakowych, prowadnicach oraz mechanizmach ustawczych. W przekładni ślimakowej dzięki występowaniu samohamowności nie można wywołać ruchu ślimaka przekładając moment na ślimacznicą. Samohamowność zmniejsza sprawność mechanizmu, jeżeli ona nie występuje, wtedy mamy większą sprawność i przekładnia ślimakowa pracuje jako przyspieszająca.

Korekcja PO - P

Korekcja ma miejsce, gdy liczba zębów koła zębatego pracującego w przekładni jest mniejsza od zg. Wówczas w celu uniknięcia podcięcia zębów zarys koła powinien być skorygowany przez promieniowe odsunięcie narzędzia obrabiającego od środka koła o X=xm, gdzie
- jest współczynnikiem przesunięcia zarysu. Na skutek tego zabiegu wzrośnie wysokość głowy zęba o xm i zmaleje wysokość stopy zęba o tę samą wartość. Dla pary kół zębatych ewolwentowych o uzębieniu zewnętrznym rozróżnia się dwa rodzaje korekcji:

-Korekcja PO (technologiczna-odsunięcie lub przysunięcie narzędzia podczas obróbki). Stosowana, gdy liczba zębów obu kół współpracujących jest
, wówczas średnica głów
. Powiększenie średnicy koła mniejszego i zmniejszenie o tę samą wielkość 2xm większego osiąga się przez odsunięcie lub przysunięcie narzędzia kształtującego zarys odniesienia. Odległość środków kół pozostaje niezmieniona
. Gdy
nie możemy stosować zarysu z konstrukcyjnym luzem obwodowym. d1=mz1; da1=m(z1+2y+2x1); df1=m(z1-2u+2x1); d2=mz2; da2=m(z2+2y+2x2); df2=m(z2-2u+2x2);

-Korekcja P(technologiczna-korekcja aby uniknąć podcinania zębów podczas stosowania korekcji PO, a także gdy zachodzi potrzeba współpracy kół przy innym rozstawie osi niż nominalny, kształt zębów zmienia się, wskaźnik zazębienia zmniejsza się). Jeżeli
stosujemy korekcję P w celu uniknięcia podcięcia przy obróbce narzędziem o kształcie zęba. Rozróżniamy trzy przypadki:

-Gdy dopuszczalny jest luz obwodowy(jeden kierunek obrotów); d1,2=mz1,1; da1,2=m(z1,2+2y+2x1,2); df1,2=m(z1,2-2u+2x1,2); ap=a+m(x1+x2);

-Gdy nie jest wskazany luz obwodowy (trzeba wtedy przysunąć do siebie oba koła i przyjąć rozstawienie mniejsze niż poprzednio, a także zmniejszyć wysokość zębów o taką wartość o jaką zmniejszono rozstawienie osi)

Luzy między zębne. Opisać konstrukcyjny luz obwodowy.

Luzy między zębne stosowane są w przekładniach zębatych w celu zapewnienia prawidłowej współpracy kół zębatych. Luzy te pozwalają na uniknięcie zakleszczeń wyniku odchyłek wykonania i montażu oraz w wyniku zmiany wymiarów przy zmianach temperaturowych. Umożliwiają one również zsunięcie osi kół oraz przemieszczenie smaru i zanieczyszczeń. Rozróżniamy luz:

-Promieniowy (stopy zębów są wyższe niż głowy)

-Obwodowy (grubość zęba na okręgu podziałowym jest mniejsza niż szerokość wrębu miedzyzębnego). Uzyskujemy go przez odpowiednie odsunięcie narzędzia, w którym grubość zęba na linii podziałowej jest równa szerokości wrębu, zastosowanie narzędzia, w którym grubość zęba na linii podziałowej jest mniejsza niż szerokość wrębu, przez rozsunięcie osi kół(zastosowanie wyższych głów zębów).

Siły międzyzębne przekładni walcowej o zębach śrubowych

Zastosowanie przekładni walcowej o zębach śrubowych daje następujące korzyści:

-Większą płynność od przekładni o zębach prostych, ponieważ mamy tu większy wskaźnik zazębienia;

-Większą wytrzymałość zębów śrubowych od zębów prostych;

-Można wykonać zębniki o mniejszej liczbie zębów niż w przypadku zębników o zębach prostych;

Wady:

-Trudniejsze w wykonaniu, muszą być szczególnie dokładne;

-Podczas przenoszenia obciążenia występuje siła wzdłużna przenoszona na łożyska.

Siła obwodowa
; siła promieniowa

; siła wzdłużna
; siła normalna międzyzębna

Obliczyć maksymalny moment przekładni ciernej

Obliczyć maksymalny moment przekładni ciernej cięgnowej, w której D1=D2=20mm. Naciągi S1=1N, μ=1/T. Przy jakiej wartości maksymalnej momentu naciąg w cięgnie biernym wynosi 1N. Szukane M=?

Aby mieć do uzyskania moment maksymalny naciąg S2 musi mieć jak najmniejszą wartość. Aby to osiągnąć
musi być największe T=1 wówczas
, jeżeli S1=S2=1N, wówczas nie występuje moment tarcia.

PROWADNICE

1. Sprawność. Sprawność prowadnicy skośnej obciążonej siłą równoległą do jej osi wynosi

0,9. Wykazać sposoby zwiększenia sprawności do 0,95.

by zwiększyć sprawność do 0,95 to wartość
, należy więc albo zwiększyć dwukrotnie siłę P, albo zmniejszyć dwukrotnie Q, albo zmniejszyć dwukrotnie μ.

Prowadnice: Ślizgowe (walcowe, pryzmatyczne), Toczne(rolkowe, ze swobobnymi elementami tocznymi, z liniowymi zespołami tocznymi[łożyska toczne cylindryczne, płaskie, igły w płaskich koszykach]), sprężyste(na sprężynach płaskich, membranowe).

Prowadnice na sprężynach taśmowych stosuje się przy zwrotnym ruchu posuwistym, gdy przesunięcia nie muszą być duże (przy małych przesunięciach spełniają ruch prawie prostoliniowy. Są sztywne, mają małe opory tarcia oraz ułatwiają pewne doprowadzenie prądu do części ruchomej. Powstaje w nich poddana przesunięciu siła zwrotna. Wada

mały skok)

Aerostatyczne.

W szczelinę pomiędzy częścią prowadzoną i prowadzącą doprowadza się powietrze pod ciśnieniem. Najczęściej stosuje się prowadnice płaskie. W wąskich prowadnicach otwory doprowadzające powietrze mieszczą się w jednym szeregu na osi symetrii, natomiast w większych wzdłuż prostych równoległych do krawędzi.

2.Zakleszczenie prowadnic ślizgowych

Aby był możliwy ruch, a więc nie nastąpiło zakleszczenie prowadnicy, musi być F≥2T, stąd warunek
μ - współczynnik tarcia. Samozakleszczenie nie nastąpi przy zbyt małym stosunku l/c.

MECHNIZMY ŚRUBOWE I POŁĄCZENIA

Samoczynne odkręcanie śrub

Wraz z upływem czasu zmienia się obciążenie wkrętu. Gdy wkręt ulega całkowitemu obciążeniu przy wstrząsach o charakterze sinusoidalnym napięcie we wkręcie periodycznie zanika, a co za tym idzie, zanika także doleganie zwojów gwintu otworu do zwojów śruby oraz tarcie w tych miejscach. Środki zabezpieczające przed samoczynnym odkręceniem się śrub:

-Luźne (kształtowe) - kształt części zabezpieczającej uniemożliwia odkręcenie się - podkładka odginaną, zawleczką, nakrętką koronową, odgiętym drutem sprężynującym, nakrętką z tworzywa sztucznego.

-Sprężyste - sprężynowanie elementów zabezpieczających uniemożliwia całkowity zanik docisku między częściami złącza gwintowego.

-Zabezpieczenie przez odkształcenie trwałe. Polegające na wykonaniu punktów unieruchamiających łeb wkrętu stożkowego lub rozpunktowaniu końca śruby lub wkrętu.

-Zabezpieczanie przez naniesienie na gwint specjalnego kleju bądź lakieru lub zastosowanie przeciw nakrętki.

3.Dlaczego w mechanizmach napędowych stosuje się gwint o zarysie trapezowym a nie trójkątnym

Podstawowymi elementami mechanizmu napędowego są śruba i nakrętka. Maksymalny moment tarcia między śrubą a nakrętką przy obciążeniu poosiowym siłą F wynosi
, gdzie:
- kąt pochylenia linii śrubowej gwintu,
- pozorny kąt tarcia,
- pozorny współczynnik tarcia między śrubą a nakrętką , α- półkąt zarysu gwintu. W celu

zmniejszenia tego momentu stosuje się gwint o zarysie trapezowym (α=15°) niż ogólnie stosowany gwint o zarysie trójkątny (α=30°). W gwintach samohamownych wznios gwintu wynosi 1,5÷5°, stosuje się je w połączeniach spoczynkowych oraz mechanizmach, które muszą być samohamowne (podnośnik śrubowy). W wielu mechanizmach istotną sprawą jest przede wszystkim uzyskanie możliwie dużej sprawności. Stosuje się również gwinty o wzniosie 18÷30°. Często są to gwinty wielokrotne. Gwinty o wysokiej sprawności charakteryzują się małą wytrzymałością.

2. Gwint trójkątny w śrubie mikrometrycznej

Mechanizmy napędowe służą do przenoszenia mocy, muszą zatem mieć możliwie dużą sprawność. Najczęściej zależy w nich na uzyskanie za pomocą małych momentów obrotowych, dużych sił wzdłużnych oraz samohamowności w ruchu odwrotnym. Dlatego stosuje się w nich gwint o małym kącie nachylenia. Ponieważ straty takiego napędu muszą być duże więc w celu ich zmniejszenia stosuje się gwinty płaskie lub trapezowe. W śrubie mikrometrycznej stosuje się gwint trójkątny o kącie rozwarcia 2α=60°. Taki gwint jest łatwiejszy do pomiaru i wykonania niż trapezowy lub prostokątny, ponadto łatwiej w nim skasować luz wzdłużny.

Obliczenia maksymalnego skoku gwintu samohamownego

Obliczenia maksymalnego skoku gwintu samohamownego o średniej średnicy d, zarysie trójkątnym i kącie wierzchołkowym 60 jeśli współczynnik tarcia wynosi 0,2. Szukane Pmax=?

Połączenia rozłączne

Gwintowe-powstaje przez wkręcenie elementu z gwintem zewnętrznym w element z gwintem wewnętrznym. Gwint uzyskuje się przez wykonanie na walcowej powierzchni jednego lub kilku śrubowych nacięć o odpowiednim kształcie. Skok utworzonej powierzchni jest skokiem gwintu. Rodzaje:metryczny(ogólnego przeznaczenia), trapezowy symetryczny(połączenia mocna obciążone),rurowy walcowy(połączenia przewodów rurowych). Najczęściej stosowane są gwinty jednokrotne, prawe. Normalizacja obejmuje kształt zarysu oraz parametry geometryczne: kąt zarysu, podziałkę (lub skok) i średnicę gwintu. Podział: zwykłe, drobnozwojne, grubozwojne. Gwint musi być samohamowny(siła poosiowa nie spowoduje obrotu elementu).

Podział: połączenia pośrednie i bezpośrednie. Zabezpieczenie przed samoczynnym odkręcaniem.
(2)Kołkowe stosowane jest przy przenoszeniu obciążen lub dla dokładnego ustalenia wzajemnego położenia. Połączenia wykonuje się przy pomocy kołków znormalizowanych (chociaż przy produkcji masowej wykonuje się połączenia za pomocą kołków wyciskanych bezpośrednio w blasze,tworzywie sztucznym). Kołki: walcowe, stożkowe, z karbami oraz sprężyste (normy podają wymiary oraz dane dotyczące dokładności wykonania raz obróbki cieplnej). (3)Wpustowe. Stosowane przy osadzaniu koła na wałku, zapewniając przenoszenie momentu momentu obrotowego. Połączenie następuje za pomocą wpustu wprasowanego w rowki wykonane w wałku i w piaście koła. Podział: spoczynkowe (wałek z piastą jest pasowany suwliwie lub z małym wciskiem) ruchowe (umożliwiające przesuwanie koła po rowku). Podział: wpust pryzmatyczny i czółenkowy. Wpusty są znormalizowane. (4)Wtłaczane. Powstają przez wzajemne wtłoczenie łączonych elementów, przy czym wymiary elementu wtłaczanego są nieco większe niż wymiary otworu w drugim elemencie. Źródłem wzajemnego docisku elem. jest ich odkształcenie, wywołane różnicą wymiarów. Podział: połączenia cierne i kształtowo-cierne. Jeśli łączone elementy są wykonane z materiału kruchego to nie wolno stosować dużych wcisków. Nie wolno przekraczać granicy proporcjonalności (wymaga to zawężenia tolerancji i podnosi koszty wykonania). Jeśli łączymy elementy z materiałów plastycznych można dopuścić duże wciski- z przekroczeniem granicy plastyczności. W połączeniach kształtowo-ciernych materiał wałka musi być twardszy niż materiał z otworem (błąd niewspółosiowości, tanie). Stosuje się w mechanizmach drobnych, ponieważ przy wykonaniu takich połączeń potrzebna jest duża klasa dokładności. Duża dokładność w takich połączeniach jest trudna do uzyskania (w granicach sprężystości) i dlatego stosuje się połączenia z przekroczeniem granicy plastyczności. Reasumując przy małych średnicach (poniżej 6mm) wcisk zapewniający nieprzekroczenie granicy sprężystości są bardzo małe czyli wciskliwe lub niemożliwe do wykonania. Dlatego zaczęto stosować połączenia wtłaczane z przekroczeniem granicy sprężystości napięć biorąc pod uwagę fakt zastosowania odpowiednich materiałów ciągliwych z zasadą, że część obejmująca jest z materiału bardziej ciągliwego niż obejmowana. W przeciwnym wypadku nastąpi uszkodzenie materiałów kruchych.

Obliczenia:

-Jednostkowa siła wtłaczania i wytłaczania
F - pole części trących, P - siłą przy wtłaczaniu, d -średnica otworu

-Wcisk względny

-Maksymalny moment przenoszony przez połączenie walcowo - cierne

-Spoczynkowa siła wtłaczania

-Długość zakończenia stożkowego

(5)Bagnetowe.

Służą do szybkiego łączenia i rozłączania elementów. Połączenie polega na wetknięciu łączonych elementów, zaopatrzonych w odpowiednie sobie wycięcia i występy oraz na ich obrocie lub przesunięciu. Następuje wówczas ryglowanie elementów, uniemożliwiające rozłączenie. Podział: obrotowe i przesuwne. Połączenie przy wstrząsach może się rozłączyć dlatego też stosuje się zabezpieczenia cierno-sprężyste, cierno-klinowe i kształtowe.

Połączenia nierozłączne. (1)Lapkowe. Łączenie blach lub blach z płytkami przez wprowadzenie łapek jednego elementu w otwory drugiego oraz odkształceniu łapek. Proste, tanie, nie może przenosić dużych obciążeń, nieesteytczne.(2)Zagniatane. Zdeformowanie jednego z elementów łączonych, co powoduje unieruchomienie drugiego w nim osadzonego.

(3)Zawijane. Do łączenia cienkich blach. Można dodatkowo uszczelniać przez lutowanie.(4)Zawalcowane. Wsunięcie jednego elementu w drugi i zawalcowanie karbu. Można dodatkowo uszczelniać.

(5)Nitowe i nitowane. Polega na połączeniu elementów za pomocą nitów (nitowanie pośrednie; połączenie nitowe) lub przez odkształcenie uformowanego w formie nitu zakończenia jednego z elementów (nitowanie bezpośrednie; połączenie nitowane). Koniec formuje się w kształcie znormalizowanej zakuwki. Nitowane: osadzanie wałków w płytkach oraz kół zębatych i tarczek na wałkach tulejach i zębnikach. Nitowe: Nity: pełne, drążone, rurkowe, nitokołki. Norma podaje kl. dokład. wykonania, materiały, wymiary.(6)Zalewanie i zaprasowanie. W odlewie ciśnieniowym i wtryskowym.(7)Zgrzewane. Polega na spajaniu materiałów przez docisk, połączony z podgrzewaniem łączonego miejsca do stanu plastyczności najczęściej za pomocą prądu. Zgrzewanie wykonuje się na zgrzewarkach, w których łączone elementy ściska się elektrodami i włącza na określony czas prąd o określonym natężeniu. Materiały muszą posiadać dużą rezystancję. Duża wytrzymałość mechaniczna, odporność na narażenia środowiskowe(nie należy obrabiać galwanicznie). Rodzaje w zależności od zastosowania i rodzaju zgrzeiny: punktowe(cienkie blachy), garbowe (łączenie cienkich blach z grubszymi),liniowe(zgrzeiny ciągłe i szczelne), czołowe(do łączenia prętów). Może być stosowane do połączeń elektrycznych. (8)Lutowanie. Spojenie metalicznych powierzchni za pomocą lutu przy ogrzaniu tych powierzchni do temperatury topnienia lutu niższej nią temp. topnienia łączonych elementów. Konieczny dobry dobór lutowia. Podział: miękkie i twarde. Powierzchnie oczyszczone, topiki(chemiczne i bierne) Połączenia: czołowe, zakładkowe, zaczepowe, nasadkowe. Lutowanie twarde. Luty na osnowie miedzi, srebra. topiki kwasowe(kwas borowy). Lutowanie miękkie. Luty cynowo-ołowiowe(LC10,LC40). Liczba w oznaczeniu oznacza procentową zawartość cyny(odpowiedzialna za odporność na korozję), ołów- obniża temp. topnienia i poprawia zwilżalność. Lutowanie na fali stojącej, na zgrzewarkach rezystancyjnych.(9)Klejone. Wprowadzenie między łączone elementy kleju, które je łączy dzięki wewnętrznej spoistości oraz przyczepności. Podział klei: wiążące przez odparowanie rozpuszczalnika lub polimeryzację składników oraz wiążące na zimno i na gorąco. Zastosowanie: mocowanie tulei i łożysk na wałkach, uszczelnianie połączeń, zabezpieczenia połączeń gwintowych.

Połączenia elektryczne. (rozłączne i nierozłączne). (1)Owijane Wykonanie kilku zwojów (4-5) przewodu (miedzianego, mosiężnego lub z nowego srebra) 0,08-1,6 na końcówce montażowej o ostrych krawędziach. Modyfikowane-1,5-2 zwoje izolowanej części przewodu. Bardziej odporne na drgania niż lutowane, poprawnie pracują przy dużych zanieczyszczeniach i wilgotności otoczenia.(2)Zaciskane. Ściśnięcie i deformacja dostosowanych do siebie elementów(końcówka kablowa w przewodzie). Nacisk powinien być duży aby spowodował zniszczenie tlenków i zanieczyszczeń na łączonych elementach oraz spowodował trwałe odkształcenia, powodujące płynięcie materiałów łączonych elementów.

(3)Dociskane. Służy do łączenia przewodu z końcówką sprężystą obejmą. Po usunięciu izolacji formuje się go wstępnie, a następnie wciska wraz z obejmą na końcówkę. Jednocześnie łapki obejmy dociskają cały przewód do końcówki. Część obejmy w miejscu kontaktu jest radełkowna, co przy montażu zmniejsza możliwość względnego przesunięcia przewodu i obejmy. Duża powierzchnia styczności (3-10 razy większa niż powierzchnia przekroju przewodu), mała rezystancja. (4)Zakleszczane. Uzyskuje się przez wciśnięcie zaciśniętego na przewodzie wtyku o stożkowej i przeciętej końcówce, w stożkowy otwór gniazda osadczego w korpusie. Pewność połączenia uzyskuje się przez zakleszczenie połączenia, które wystąpi wówczas gdy kąt pochylenia tworzącej stożków jest mniejszy od kąta tarcia. Trwałość połączenia dla końcówki zwijanej- 6, dla toczonej- 100 wetknięć.

1,2,3,4.sprzęgła

4,5,6.sprężyny

6.termobimetal,włosowe

7.łożyska toczne,panewki

8.pryzmaryczne, nożowe,kiełkowe

9.przekładnie cierne, sprawność

10.cięgnowe, z paskiem zębatym

11,12.z paskiem sworzniowym, zębate

proste i o zębach śrubowych

13.ślimakowa

14.samohamowność, 1,2,3,4.sprzęgła

4,5,6.sprężyny

6.termobimetal,włosowe

7.łożyska toczne,panewki

8.pryzmaryczne, nożowe,kiełkowe

9.przekładnie cierne, sprawność

10.cięgnowe, z paskiem zębatym

11,12.z paskiem sworzniowym, zębate

proste i o zębach śrubowych

13.ślimakowa

14.samohamowność, falowa

15.korekcje, luzy, cięgno utwierdzone

16.siły międzyz- walcowa o zębach śrubowych

prowadnice

17. aerostatyczne, mechanizmy śrubowe

połączenia

18,19,20.połączenia

falowa

15.korekcje, luzy, cięgno utwierdzone

16.siły międzyz- walcowa o zębach śrubowych

prowadnice

17. aerostatyczne, mechanizmy śrubowe

połączenia

18,19,20.połączenia

5

---