Novikov-utrustning: GOST, design, applikation

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Många rörliga mekanismer är utformade på ett sådant sätt att överföring av energi direkt från drivanordningen till det verkställande organet är omöjlig. I vissa situationer är motorn och den drivna anordningen strukturellt åtskilda och förskjutna från varandra. I andra fall måste energin först omvandlas: minska eller öka motorvarvtalet, ändra rotationsriktningen eller vänd rotationsrörelsen till translationell.

Då krävs några mellanliggande mekanismer för att överföra eller omvandla denna energi. Ett av huvudelementen som används för detta ändamål är kugghjul. De används överallt där betydande kraftöverföring krävs med bibehållen kompakt enhet och lång livslängd - oavsett om det är en bilväxellåda, en fiskespörulle eller en vattenkraftsturbin.

Vilka är överföringarna

Det finns många varianter av redskap. De klassificeras enligt följande kriterier:

• riktning för rörelseöverföring - cylindrisk, mask,konisk;
• sida av hjulet som tänderna skärs på - intern eller extern växel;
• tändernas riktning - rakt, snett, chevron;
• shape of teeth - cykloid och evolvent utrustning, Novikov-engagemang.

cykloidväxel

Denna teknik patenterades 1931 av den tyske ingenjören Lorenz Braren. Tyvärr har det betydande nackdelar.

1. Svårt att tillverka - varje hjul skärs med ett separat kugghjul.
2. Extremt hög känslighet för förändringar i mittavstånd. Den här typen av ingrepp kräver med andra ord högsta precision i produktion och installation, och vid minsta mekaniska skada misslyckas den.
3. Svårigheter med reparation på grund av bristen på standardisering av sådana engagemang.

Fördelen med denna växel är att spänningen vid kontaktpunkten för tänderna reduceras kraftigt på grund av deras rundade form, vilket resulterar i större hållbarhet hos delarna.

Som ett resultat av detta har den cykloidala kopplingen funnit sin tillämpning inom ett ganska sm alt industriområde - vid tillverkning av klockor och andra precisionsinstrument, vissa typer av kompressorer och pumpar.

Involut typ

Denna typ av tanddesign föreslogs av den berömda mekanikern och matematikern Leonhard Euler 1760 och är den mest använda inom industrin.

I ett kugghjulspar brukar en del med mindre diameter kallas för ett kugghjul, och en del med ett stort kallas för ett hjul. PÅevolvent anslutning, tänderna har en profil med konvexa kanter. Det är samma för både växel och hjul. Av detta följer den huvudsakliga ekonomiska fördelen med evolvent växling: låg komplexitet för tillverkning av delar med bibehållen tillräcklig noggrannhet och följaktligen hög produktivitet. Dessa hjul kräver ingen komplex utrustning för att tillverka, och deras kvalitet är lätt att kontrollera.

Denna koppling har en annan obestridlig fördel förknippad med närvaron av en mänsklig faktor i produktionen: evolventa tänder är okänsliga för förändringar i mittavståndet, om deras ingrepp inte avbryts. Enkelt uttryckt "tillåter" sådana hjul vissa felaktigheter i både tillverkning och installation utan större prestandaförlust.

Också evolvent växling ger kugghjulen lång livslängd på grund av att tändernas ytor, som har en konvex form, rullar över varandra. På grund av detta reduceras ytornas friktion avsevärt, det vill säga slitaget på delar minimeras.

Skapandet av Novikov-sändningen

Ibland behöver du överföra ett mycket högt vridmoment och samtidigt inte gå utöver en viss storlek och vikt på mekanismen. Under dessa förhållanden kanske den evolventa anslutningen inte är tillräckligt tillförlitlig - på grund av höga kontaktspänningar vid kontaktpunkten för tänderna kan de snabbt misslyckas.

Här kommer den så kallade cirkulära skruven till hjälpengagemang. Den utvecklades 1954 av den sovjetiske ingenjören och uppfinnaren M. L. Novikov. Han kom till detta beslut genom att undersöka de problem som uppstod när man konstruerade tunga men relativt långsamma maskiner som traktorer och tankar.

Denna teknik har en stor massa, vilket kräver överföring av lämpligt vridmoment från motorn genom transmissionen till hjulen eller bandrullarna. Involuta tänder klarar inte alltid uppgiften.

Vilka är fördelarna med att öppna…

En koppling har skapats där kugghjulets och hjulets tänder är konvexa respektive konkava. På grund av detta uppnåddes en betydande ökning av tändernas kontaktyta, eftersom kugghjulens tänder och fördjupningarna mellan dem vid hjulet har mycket nära radier.

Således reducerades spänningen vid kontaktpunkten. Detta gjorde det möjligt, beroende på de specifika omständigheterna, antingen att avsevärt minska storleken på mekanismen samtidigt som värdet på den överförda effekten bibehölls, eller, med bibehållande av befintliga dimensioner och vikt, att avsevärt öka belastningen på anslutningen utan rädsla för ett tidigt haveri.

…och dess brister

I motsats till den evolventa kopplingen, där två konvexa ytor berör varandra, bildar de konvexa och konkava delarna i Novikov-växlar en nästan integrerad helhet när de ansluts. På grund av detta ökar friktionen mellan tänderna avsevärt, vilket påverkar deras hållbarhet. Även när det gäller låghastighetsmaskiner, för vilka initi alt ochen cirkulär skruvförband utvecklades, denna faktor är inte så viktig.

Dessutom ställer denna design, liknande cykloidväxeln, höga krav på kvaliteten på utförande och monteringsvård, eftersom brott mot centrumavståndet kan leda till katastrofala konsekvenser.

Innan Novikov hade många försök redan gjorts för att förbättra utformningen av engagemanget, men bara han lyckades utveckla en hållbar teknologi. Efter några förbättringar introducerades det i många branscher.

Förbättra uppfinningen

Det finns två typer av Novikov-länkar tot alt:

• med en touchlinje (kan vara prepolär och polär);
• med två peklinjer (dozapole).

I den första typen har kugghjulets och hjulets tänder samma krökning längs hela konturen. Med en polär anslutning görs drivhjulets profil konvex och det drivna hjulet är konkavt. Med prepolär - vice versa. Denna förening utvecklades direkt av Mikhail Novikov, som fick Leninpriset för detta.

Det stod dock snart klart att tillverkningen av växlar av denna typ är tekniskt sett ganska svår. Eftersom hjulen inte är lika, utan har olika tandsnitt, krävs två olika utrustningar för att göra ett par hjul, vilket inte är särskilt ekonomiskt.

Forskning i denna riktning har påbörjats. Deras resultat var utvecklingen av dozapoleny gearing, där tänderna på hjulet och växeln är desamma,men de har en konvex kontur närmare toppen och en konkav närmare basen, med en mjuk övergång mellan dem. Detta uppnådde inte bara en enhetlig tillverkning av delar, utan det upptäcktes också att sådana växlar har en mycket större bärförmåga än anslutningar med en linje av ingrepp.

Distribution av ny utveckling

Mikhail Novikovs växlingssystem började spridas snabbt över många industrier, som ursprungligen utvecklades för tung, inklusive militär utrustning. Maskinbyggnadsfabriken i Lugansk i Ukraina var den första på det forna Sovjetunionens territorium som tillverkade produkter med den nya tekniken.

andra.

Utländska länder är också aktivt intresserade av denna utveckling. Japan utvecklas för sin implementering inom bilindustrin, och England och USA lämnas inte heller utanför. Uppfinningen av en sovjetisk vetenskapsman kan mycket väl gå för att erövra universum: internationella organisationer finansierar forskning om tillämpningen av Novikov-utrustningen i rymdfärjor, sonder och annan utrustning.

Användningssfärer för roterande skruvteknik

För det mesta har denna utveckling implementerats inom följande områden:

• traktionsredskap för olika tunga fordon - trådbussar, bussar, spårvagnar, helikoptrar);
• pumpenheter och annan oljeindustriutrustning;
• kolgruvmaskiner;
• hissar och åkkranar växellådor.

Det finns också speciallager tillverkade med Novikov-växlar som har tre gånger så mycket lastkapacitet som konventionella lager.

Tillverkning av Novikov-växlar och regulatoriska dokument

Specialutrustning utvecklades för att skära tänder vid tillverkning av Novikovs engagemang - en fräs. Detta verktyg har en ganska hög kostnad, eftersom höga krav ställs på noggrannheten vid tillverkning av växlar. En liten avvikelse - och den idealiska harmonin mellan kontaktkonturerna, som säkerställer en hög växellivslängd och överförd effekt, kommer inte längre att observeras.

Eftersom kvaliteten på både själva tänderna och skärarna för att skära dem är föremål för särskilt höga krav, har separata statliga standarder utvecklats för att kontrollera deras tillverkning. För själva Novikov-förlovningen - GOST 17744-72, för redskapskärande verktyg - GOST 16771-81.

Den nya principen för tillverkning av tänder, utvecklad av M. L. Novikov, erkändes inte bara i det forna Sovjetunionen, utan även i många andra länder.