Jak działają przekładnie?

Przekładnia to mechanizm lub układ maszyn, którego celem jest przeniesienie ruchu czynnego na bierny, jednocześnie zmieniając parametry min prędkość czy siłę. W zależności od czynnika przenoszącego obciążenie możemy rozróżnić przekładnie mechaniczne, elektryczne, hydrauliczne i pneumatyczne. Przekładnie mechaniczne to te które wszystkie elementy są ciałami stałymi. Składają się one z dwóch lub więcej kół, które się ze sobą stykają lub pozostają rozsunięte i są opasane wspólnym ciągiem. Innym rodzajem jest przekładnia elektryczna, która składa się z silnika elektrycznego, prądnicy i układu regulacji. Szczególnym rodzajem przekładni są przekładnie hydrauliczne, w których wejściowa energia mechaniczna przekazywana jest na wyjście, z pośrednimi etapami przemiany energii mechanicznej na hydrauliczną, a następnie hydraulicznej na mechaniczną. Ostatnim podstawowym rodzajem jest przekładnia pneumatyczna która przetwarza energie sprężonego powietrza na lub innego gazu na ruch obrotowy lub postępowy.

Przekładnie mechaniczne

Wracając jednak do przekładni mechanicznych, które są najbardziej popularne, możemy podzielić je na przekładnie cięgnowe, cierniowe i zębate. Przekładnia  cięgnowa, to ta, której fizyczny kontakt pomiędzy członem napędzającym i napędzanym odbywa się za pośrednictwem cięgien. Najpopularniejsze są przekładnie pasowe, gdzie cięgnem jest elastyczny pas opasujący oba koła pasowe czynne i bierne.Pasy te mogą być wykonane ze gumy, tworzyw sztucznych skóry, tkaniny lub stali. Najbardziej wytrzymały jest ostatni materiał, jednak nie jest on często używany ze względu na dużą sztywność. W czasie użytkowania niezależnie z czego został wykonany pas, zużywa się on poprzez tarcie jak i rozciąganie, zazwyczaj odkształca się plastycznie.

Przekładnie cierniowe

Przekładnie cierniowe, działają już nieco inaczej.  Są to przekładnia mechaniczne, w których dwa poruszające się elementy są dociskane do siebie, tak by powstało pomiędzy nimi połączenie cierne, w którym to siła tarcia powstająca między elementami jest odpowiedzialna za wytworzenie napędu. Dużą wadą jest szybkie zużycie się powierzchni ciernej, która przestaje spełniać swoje funkcje. Przy większych mocach istnieje również ryzyko przegrzania mechanizmu.Materiały używane do produkcji przekładni ciernych powinny być jak najbardziej odporne na zużycie, powinny posiadać duży współczynnik tarcie i sprężystości i nie powinny być higroskopijne. Najczęściej wybiera się połączenie stali ze stalą, stali z gumą (gdzie nie jest potrzebna już tak duża siła docisku) lub stali z kompozytem.

Przekładnie zębate

Ostatnim rodzajem jest przekładnia zębata w której przeniesienie napędu odbywa się za pośrednictwem nawzajem zazębiających się kół zębatych. Może być ona jednostopniowa, w której pracuje tylko jedna para kół zębatych lub wielostopniowa w której pracuje wiele takich par. Ze względu na umiejscowienie zazębiania możemy rozróżnić przekładnie obrotową, której ‘’pracują” dwa koła zębate lub przekładnie liniową, gdzie koło zębate pracuje na tzw. zębatce, gdzie ruch obrotowy zamieniany jest w posuwisty lub na odwrót. Zębatka może być postrzegana jako szczególny przypadek koła zębatego, którego średnica jest równa nieskończoności. Przekładnie zębate są rodzajem, który najpowszechniej stosowany jest w budowie maszyn. Ich głównymi zaletami jest łatwość wykonania, duża równomierność pracy i wysoka sprawność pracy. Są trwalsze niż koła połączone ciernie. Minusem jest konieczność obfitego smarowania-bez tego koła pracują bardzo głośno i szybciej się zużywają. Generuje to dodatkowe koszty, które często są kluczowe podczas wyboru mechanizmu. Mają one również bardzo sztywną geometrię i brak naturalnego zabezpieczenia przed przeciążeniem, na który są narażone.