Новиков съоръжения: GOST, дизайн, приложение

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Много движещи се механизми са проектирани по такъв начин, че прехвърлянето на енергия директно от задвижващото устройство към изпълнителния орган е невъзможно. В някои ситуации двигателят и задвижваното устройство са структурно отдалечени един от друг и изместени един от друг. В други случаи енергията първо трябва да се преобразува: да се намали или увеличи скоростта на двигателя, да се промени посоката на въртене или да се превърне въртеливото движение в транслационно.

След това са необходими някои междинни механизми за прехвърляне или трансформиране на тази енергия. Един от основните елементи, използвани за тази цел, са зъбните колела. Използват се навсякъде, където се изисква значително предаване на мощност, като същевременно се поддържа компактно устройство и дълъг експлоатационен живот - независимо дали става въпрос за скоростна кутия на автомобил, макара за риболов или хидроелектрическа турбина.

Какви са преводите

Има много разновидности на предавки. Те се класифицират според следните критерии:

• посока на предаване на движение - цилиндрична, червячна,коничен;
• страна на колелото, на която са нарязани зъбите - вътрешно или външно зъбно колело;
• посока на зъбите - права, наклонена, шеврон;
• форма на зъбите - циклоидна и еволвентна предавка, ангажимент на Новиков.

циклоидна предавка

Тази технология е патентована през 1931 г. от немския инженер Лоренц Брарен. За съжаление, той има значителни недостатъци.

1. Трудно за производство - всяко колело се реже с отделен инструмент за рязане на зъбно колело.
2. Изключително висока чувствителност към промени в централното разстояние. С други думи, този тип ангажиране изисква най-висока прецизност при производството и монтажа и при най-малка механична повреда се проваля.
3. Трудности при ремонта поради липсата на стандартизация на подобни ангажименти.

Предимството на тази предавка е, че напрежението в точката на контакт на зъбите е значително намалено поради тяхната заоблена форма, което води до по-голяма издръжливост на частите.

В резултат на това циклоидната връзка намери своето приложение в доста тясна област на индустрията - в производството на часовници и други прецизни инструменти, някои видове компресори и помпи.

Еволютен тип

Този тип дизайн на зъбите е предложен от известния механик и математик Леонхард Ойлер през 1760 г. и е най-широко използваният в индустрията.

В зъбна двойка част с по-малък диаметър обикновено се нарича зъбно колело, а част с голям се нарича колело. ATеволвентна връзка, зъбите имат профил с изпъкнали ръбове. Същото е и за зъбно колело и за колело. От това следва основната икономическа полза от еволвентното зъбно колело: ниска сложност на производствените части, като същевременно се поддържа достатъчна точност и съответно висока производителност. Тези колела не изискват сложно оборудване за производство и тяхното качество е лесно за контрол.

Тази връзка има още едно неоспоримо предимство, свързано с наличието на човешки фактор в производството: еволвентните зъби са нечувствителни към промени в централното разстояние, ако тяхното захващане не е прекъснато. Просто казано, такива колела "позволяват" някои неточности както при производството, така и при монтажа без много загуба на производителност.

Също така, еволвентното зъбно колело осигурява на зъбните колела дълъг експлоатационен живот поради факта, че повърхностите на зъбите, които имат изпъкнала форма, се търкалят една върху друга. Благодарение на това триенето на повърхностите е значително намалено, тоест износването на частите е сведено до минимум.

Създаване на предаването на Новиков

Понякога трябва да предавате много висок въртящ момент и в същото време да не надхвърляте определен размер и тегло на механизма. При тези условия еволютната връзка може да не е достатъчно надеждна - поради големи контактни напрежения в точката на контакт на зъбите, те могат бързо да се провалят.

Тук на помощ идва т. нар. кръгъл винтгодеж. Разработен е през 1954 г. от съветския инженер и изобретател М. Л. Новиков. Той стигна до това решение, като изследва проблемите, възникнали при проектирането на тежки, но относително бавни машини като трактори и танкове.

Тази техника има голяма маса, която изисква прехвърляне на подходящия въртящ момент от двигателя през трансмисията към колелата или релсовите валяци. Еволвентните зъби не винаги отговарят на задачата.

Какви са ползите от отварянето…

Създадена е връзка, при която зъбите на зъбното колело и колелото са съответно изпъкнали и вдлъбнати. Благодарение на това се постига значително увеличение на контактната повърхност на зъбите, тъй като зъбите на зъбното колело и вдлъбнатините между тях при колелото имат много близки радиуси.

По този начин напрежението в точката на контакт беше намалено. Това даде възможност, в зависимост от конкретните обстоятелства, или да се намали значително размера на механизма, като се запази стойността на предаваната мощност, или при запазване на съществуващите размери и тегло, значително да се увеличи натоварването на връзката без страх от ранна повреда.

…и неговите недостатъци

За разлика от еволвентната връзка, където две изпъкнали повърхности се допират, в зъбните колела на Новиков, изпъкналата и вдлъбнатата част образуват почти едно цяло, когато са свързани. Поради това триенето между зъбите се увеличава значително, което се отразява на тяхната издръжливост. Въпреки че в случай на нискоскоростни машини, за които първоначално ие разработена кръгла винтова връзка, този фактор не е толкова важен.

В допълнение, този дизайн, подобен на циклоидната предавка, поставя високи изисквания към качеството на изработката и грижата за монтажа, тъй като нарушаването на централното разстояние може да доведе до катастрофални последици.

Преди Новиков вече бяха правени множество опити за подобряване на дизайна на годежа, но само той успя да разработи жизнеспособна технология. След някои подобрения, той беше въведен в много индустрии.

Подобряване на изобретението

Общо има два вида връзки на Новиков:

• с една докосваща линия (може да бъде предполярна и полярна);
• с две докосни линии (dozapole).

При първия тип зъбите на зъбното колело и колелото имат еднаква кривина по целия контур. При полярна връзка профилът на задвижващото колело се прави изпъкнал, а задвижваното колело е вдлъбнат. С преполярно – обратното. Това съединение е разработено директно от Михаил Новиков, който получи Ленинската награда за това.

Въпреки това скоро стана ясно, че производството на зъбни колела от този тип е технологично доста трудно. Тъй като колелата не са еднакви, но имат различни разфасовки на зъбите, са необходими две различни части от оборудването, за да се направи чифт колела, което не е много икономично.

Изследванията в тази посока започнаха. Техният резултат беше разработването на дозаполени зъбни колела, при които зъбите на колелото и предавката са еднакви,но имат изпъкнал контур по-близо до върха и вдлъбнат по-близо до основата, с плавен преход между тях. Това не само постигна унифициране на производството на части, но също така се установи, че такива зъбни колела имат много по-голяма товароносимост от връзките с една линия на зацепване.

Разпространение на нови разработки

Първоначално разработена за тежко, включително военно оборудване, схемата на Михаил Новиков започна да се разпространява бързо в много индустрии. Луганският машиностроителен завод в Украйна е първият на територията на бившия Съветски съюз, който произвежда продукти по новата технология.

други.

Чуждите страни също се интересуват активно от това развитие. Япония се развива за внедряването му в автомобилната индустрия, а Англия и САЩ също не остават встрани. Изобретението на съветски учен може да отиде за завладяване на Вселената: международни организации финансират изследвания за приложението на съоръжението на Новиков в космически совалки, сонди и друго оборудване.

Сфери на използване на технологията с ротационен винт

В по-голямата си част това развитие е реализирано в следните области:

• тягови съоръжения на различни тежки превозни средства - тролейбуси, автобуси, трамваи, хеликоптери);
• помпени агрегати и друго оборудване за нефтената промишленост;
• машини за добив на въглища;
• редукторни кутии за подемници и кранове.

Има и специални лагери, направени с помощта на зъбни колела на Новиков, които имат три пъти по-голям капацитет на натоварване от конвенционалните лагери.

Производство на зъбни колела Новиков и регулаторни документи

Разработено е специално оборудване за нарязване на зъби при изработката на ангажимента на Новиков - фреза. Този инструмент има доста висока цена, тъй като се прилагат високи изисквания към точността на производството на зъбни колела. Леко отклонение - и онази идеална хармония на контактните контури, която гарантира висок живот на предавката и предавана мощност, вече няма да се наблюдава.

Тъй като качеството както на самите зъби, така и на фрезите за тяхното изрязване са обект на особено високи изисквания, са разработени отделни държавни стандарти за контрол на тяхното производство. За самия ангажимент на Новиков - GOST 17744-72, за зъборезни инструменти - GOST 16771-81.

Новият принцип на производство на зъби, разработен от М. Л. Новиков, беше признат не само на територията на бившия СССР, но и в много други страни.