Novikov gear: GOST, thiết kế, ứng dụng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Nhiều cơ cấu chuyển động được thiết kế theo cách mà việc truyền năng lượng trực tiếp từ thiết bị lái sang cơ quan điều hành là không thể. Trong một số tình huống, động cơ và thiết bị được dẫn động có cấu trúc đặt cách xa nhau và bù trừ với nhau. Trong các trường hợp khác, năng lượng trước tiên phải được chuyển đổi: giảm hoặc tăng tốc độ động cơ, thay đổi hướng quay hoặc biến chuyển động quay thành tịnh tiến.

Sau đó, một số cơ chế trung gian được yêu cầu để truyền hoặc biến đổi năng lượng này. Một trong những yếu tố chính được sử dụng cho mục đích này là bánh răng. Chúng được sử dụng ở bất cứ nơi nào cần truyền tải điện năng đáng kể trong khi vẫn duy trì một thiết bị nhỏ gọn và tuổi thọ lâu dài - cho dù đó là hộp số ô tô, cuộn cần câu cá hay tuabin thủy điện.

Chuyển khoản là gì

Có nhiều loại bánh răng. Chúng được phân loại theo các tiêu chí sau:

• hướng truyền chuyển động - hình trụ, con sâu,hình nón;
• bên bánh xe bị cắt răng - bánh răng bên trong hoặc bên ngoài;
• hướng răng - thẳng, xiên, chevron;
• hình dạng của răng - bánh răng xoáy và bánh răng vô hình, sự tham gia của Novikov.

Bánh xích lô

Công nghệ này được cấp bằng sáng chế vào năm 1931 bởi kỹ sư người Đức Lorenz Braren. Thật không may, nó có những nhược điểm đáng kể.

1. Khó sản xuất - mỗi bánh xe được cắt bằng một dụng cụ cắt bánh răng riêng biệt.
2. Độ nhạy cực cao đối với những thay đổi của khoảng cách trung tâm. Nói cách khác, kiểu liên kết này đòi hỏi độ chính xác cao nhất trong quá trình sản xuất và lắp đặt, và trong trường hợp có hư hỏng cơ học nhỏ nhất, nó sẽ không thành công.
3. Khó khăn trong việc sửa chữa do thiếu tiêu chuẩn hóa các cam kết như vậy.

Ưu điểm của bánh răng này là ứng suất tại điểm tiếp xúc của răng được giảm đáng kể do hình dạng tròn của chúng, dẫn đến độ bền của các bộ phận.

Do đó, kết nối lốc xoáy đã được ứng dụng trong một lĩnh vực công nghiệp khá hẹp - trong sản xuất đồng hồ và các dụng cụ chính xác khác, một số loại máy nén và máy bơm.

Kiểu vô duyên

Kiểu thiết kế răng này do nhà toán học và cơ khí nổi tiếng Leonhard Euler đề xuất vào năm 1760 và được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp.

Trong cặp bánh răng, bộ phận có đường kính nhỏ hơn thường được gọi là bánh răng, và bộ phận có đường kính lớn được gọi là bánh xe. TẠIkết nối không tự nhiên, các răng có biên dạng với các cạnh lồi. Nó giống nhau cho cả bánh răng và bánh xe. Từ đó mang lại lợi ích kinh tế chính của việc chế tạo vô tính: độ phức tạp thấp của các bộ phận chế tạo trong khi duy trì đủ độ chính xác và do đó, năng suất cao. Những bánh xe này không yêu cầu thiết bị phức tạp để sản xuất và chất lượng của chúng rất dễ kiểm soát.

Sự kết nối này có một lợi thế không thể chối cãi khác liên quan đến sự hiện diện của yếu tố con người trong quá trình sản xuất: răng khôn không nhạy cảm với những thay đổi trong khoảng cách trung tâm, nếu sự tham gia của chúng không bị gián đoạn. Nói một cách đơn giản, những bánh xe như vậy "cho phép" một số sai sót trong cả quá trình sản xuất và lắp đặt mà không làm giảm nhiều hiệu suất.

Ngoài ra, bánh răng vô hình cung cấp cho các bánh răng tuổi thọ lâu dài do bề mặt của răng, có dạng lồi, lăn lên nhau. Do đó, ma sát của các bề mặt được giảm thiểu đáng kể, tức là, sự mài mòn của các bộ phận được giảm thiểu.

Tạo ra bộ truyền Novikov

Đôi khi bạn cần truyền một mô-men xoắn rất cao đồng thời không vượt quá một kích thước và trọng lượng nhất định của cơ cấu. Trong những điều kiện này, kết nối vô tình có thể không đủ tin cậy - do ứng suất tiếp xúc cao tại điểm tiếp xúc của răng, chúng có thể nhanh chóng bị hỏng.

Đây là sự hỗ trợ của cái gọi là vít trònhôn ước. Nó được phát triển vào năm 1954 bởi kỹ sư và nhà phát minh Liên Xô M. L. Novikov. Ông đã đi đến quyết định này bằng cách nghiên cứu các vấn đề nảy sinh khi thiết kế các loại máy nặng nhưng tương đối chậm như máy kéo và xe tăng.

Kỹ thuật này có khối lượng lớn, đòi hỏi phải truyền mô-men xoắn thích hợp từ động cơ thông qua bộ truyền động đến các bánh xe hoặc trục lăn. Những chiếc răng khểnh không phải lúc nào cũng đáp ứng được nhiệm vụ.

Lợi ích của việc khai …

Một kết nối đã được tạo ra trong đó các răng của bánh răng và bánh xe lần lượt là lồi và lõm. Do đó, bề mặt tiếp xúc của các răng đã đạt được sự gia tăng đáng kể, vì các răng bánh răng và độ lõm giữa chúng ở bánh xe có bán kính rất gần nhau.

Do đó, điện áp tại điểm tiếp xúc đã giảm. Điều này làm cho nó có thể, tùy thuộc vào các trường hợp cụ thể, hoặc giảm đáng kể kích thước của cơ cấu trong khi vẫn duy trì giá trị của công suất truyền hoặc, trong khi duy trì kích thước và trọng lượng hiện có, để tăng đáng kể tải trên kết nối mà không sợ sự cố sớm.

… và những sai sót của nó

Trái ngược với sự kết nối bất biến, nơi hai bề mặt lồi chạm nhau, trong bánh răng Novikov, các phần lồi và lõm tạo thành một tổng thể gần như không thể tách rời khi được kết nối. Vì lúc này, ma sát giữa các răng tăng lên đáng kể, ảnh hưởng đến độ bền của chúng. Mặc dù trong trường hợp máy tốc độ thấp, ban đầu vàkết nối vít tròn đã được phát triển, yếu tố này không quá quan trọng.

Ngoài ra, thiết kế này, tương tự như bánh răng lốc xoáy, đặt ra yêu cầu cao về chất lượng của tay nghề và chăm sóc lắp ráp, vì vi phạm khoảng cách trung tâm có thể dẫn đến hậu quả thảm khốc.

Trước Novikov, nhiều nỗ lực đã được thực hiện để cải thiện thiết kế của cuộc giao tranh, nhưng chỉ có ông ấy mới phát triển được một công nghệ khả thi. Sau một số cải tiến, nó đã được đưa vào nhiều ngành công nghiệp.

Cải tiến phát minh

Tổng cộng có hai loại liên kết Novikov:

• với một đường cảm ứng (có thể là tiền cực và cực);
• với hai đường cảm ứng (dozapole).

Ở kiểu đầu tiên, các răng của bánh răng và bánh xe có cùng độ cong dọc theo toàn bộ đường viền. Với kết nối cực, biên dạng của bánh xe dẫn động được làm lồi, và bánh xe dẫn động là lõm. Với tiền cực - ngược lại. Hợp chất này được phát triển trực tiếp bởi Mikhail Novikov, người đã nhận được giải thưởng Lenin cho điều này.

Tuy nhiên, rõ ràng là việc sản xuất bánh răng kiểu này khá khó khăn về mặt công nghệ. Vì các bánh xe không giống nhau, nhưng có vết cắt răng khác nhau, nên cần phải có hai thiết bị khác nhau để tạo thành một cặp bánh xe, điều này không kinh tế lắm.

Nghiên cứu theo hướng này đã bắt đầu. Kết quả của họ là sự phát triển của bánh răng dozapoleny, trong đó răng của bánh xe và bánh răng giống nhau,nhưng chúng có một đường bao lồi gần đỉnh hơn và lõm gần đáy hơn, với sự chuyển tiếp mượt mà giữa chúng. Điều này không chỉ đạt được sự thống nhất trong việc sản xuất các bộ phận mà còn phát hiện ra rằng các bánh răng như vậy có khả năng chịu tải lớn hơn nhiều so với các kết nối có một đường tham gia.

Phân phối sự phát triển mới

Ban đầu được phát triển cho các thiết bị quân sự hạng nặng, bao gồm cả thiết bị quân sự, kế hoạch truyền động của Mikhail Novikov bắt đầu nhanh chóng lan rộng trên nhiều ngành công nghiệp. Nhà máy chế tạo máy Lugansk ở Ukraine là nhà máy đầu tiên trên lãnh thổ của Liên Xô cũ sản xuất các sản phẩm sử dụng công nghệ mới.

những người khác.

Nước ngoài cũng đang tích cực quan tâm đến sự phát triển này. Nhật Bản đang phát triển để triển khai ngành công nghiệp ô tô, và Anh và Mỹ cũng không bị loại. Phát minh của một nhà khoa học Liên Xô có thể sẽ chinh phục được Vũ trụ: các tổ chức quốc tế đang tài trợ cho nghiên cứu ứng dụng thiết bị Novikov trong tàu con thoi, tàu thăm dò và các thiết bị khác.

Mặt cầu sử dụng công nghệ trục vít quay

Phần lớn, sự phát triển này đã được thực hiện trong các lĩnh vực sau:

• bánh răng kéo của các loại xe hạng nặng - xe đẩy, xe buýt, tàu điện, máy bay trực thăng);
• đơn vị bơm và thiết bị ngành dầu mỏ khác;
• máy khai thác than;
• hộp số vận thăng và cần trục du lịch.

Ngoài ra còn có những vòng bi đặc biệt được làm bằng bánh răng Novikov có khả năng chịu tải gấp ba lần vòng bi thông thường.

Sản xuất bánh răng Novikov và các tài liệu quản lý

Thiết bị đặc biệt được phát triển để cắt răng trong quá trình sản xuất dao phay của Novikov. Công cụ này có giá thành khá cao, do các yêu cầu cao được áp dụng đối với độ chính xác của quá trình sản xuất bánh răng. Một độ lệch nhỏ - và sự hài hòa lý tưởng của các đường viền tiếp xúc, đảm bảo tuổi thọ bánh răng và công suất truyền cao, sẽ không còn được quan sát thấy.

Vì chất lượng của cả bản thân răng và máy cắt để cắt chúng phải tuân theo các yêu cầu đặc biệt cao, các tiêu chuẩn nhà nước riêng biệt đã được phát triển để kiểm soát việc sản xuất chúng. Đối với chính sự tham gia của Novikov - GOST 17744-72, dành cho dụng cụ cắt bánh răng - GOST 16771-81.

Nguyên tắc sản xuất răng mới, do M. L. Novikov phát triển, không chỉ được công nhận trên lãnh thổ của Liên Xô cũ mà còn ở nhiều quốc gia khác.