Novikov-uitrusting: GOST, ontwerp, toepassing

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Veel bewegende mechanismen zijn zo ontworpen dat de overdracht van energie rechtstreeks van het aandrijfapparaat naar het uitvoerende orgaan onmogelijk is. In sommige situaties zijn de motor en de aangedreven inrichting structureel ver uit elkaar geplaatst en ten opzichte van elkaar verschoven. In andere gevallen moet de energie eerst worden omgezet: verlaag of verhoog het motortoerental, verander de draairichting of zet de draaibeweging om in translatie.

Dan zijn er tussenliggende mechanismen nodig om deze energie over te dragen of te transformeren. Een van de belangrijkste elementen die hiervoor worden gebruikt, zijn tandwielen. Ze worden overal gebruikt waar een aanzienlijke krachtoverbrenging vereist is, terwijl ze een compact apparaat en een lange levensduur behouden - of het nu een autoversnellingsbak, een hengelhaspel of een hydro-elektrische turbine is.

Wat zijn de overschrijvingen

Er zijn veel soorten versnellingen. Ze worden geclassificeerd volgens de volgende criteria:

• bewegingsrichting transmissie - cilindrisch, worm,conisch;
• zijde van het wiel waarop de tanden zijn gesneden - interne of externe tandwieloverbrenging;
• tandenrichting - recht, schuin, chevron;
• vorm van tanden - cycloïde en ingewikkelde versnelling, Novikov-verloving.

Cycloïde tandwieloverbrenging

Deze technologie werd in 1931 gepatenteerd door de Duitse ingenieur Lorenz Braren. Helaas heeft het aanzienlijke nadelen.

1. Moeilijk te vervaardigen - elk wiel wordt gesneden met een afzonderlijk tandwielsnijgereedschap.
2. Extreem hoge gevoeligheid voor veranderingen in centrumafstand. Met andere woorden, dit type inzet vereist de hoogste precisie bij productie en installatie, en bij de minste mechanische schade mislukt het.
3. Moeilijkheden bij reparatie vanwege het gebrek aan standaardisatie van dergelijke opdrachten.

Het voordeel van dit tandwiel is dat de spanning op het contactpunt van de tanden aanzienlijk wordt verminderd vanwege hun ronde vorm, wat resulteert in een grotere duurzaamheid van de onderdelen.

Als gevolg hiervan heeft de cycloïde verbinding zijn toepassing gevonden in een vrij smal industriegebied - bij de vervaardiging van horloges en andere precisie-instrumenten, sommige soorten compressoren en pompen.

Involute type

Dit type tandontwerp werd in 1760 voorgesteld door de beroemde monteur en wiskundige Leonhard Euler en wordt het meest gebruikt in de industrie.

In een tandwielpaar wordt een onderdeel met een kleinere diameter meestal een tandwiel genoemd, en een onderdeel met een grote een wiel. BIJingewikkelde verbinding, de tanden hebben een profiel met convexe randen. Het is hetzelfde voor zowel het tandwiel als het wiel. Hieruit volgt het belangrijkste economische voordeel van ingewikkelde tandwieloverbrenging: lage complexiteit van fabricageonderdelen met behoud van voldoende nauwkeurigheid en bijgevolg een hoge productiviteit. Deze wielen vereisen geen complexe apparatuur om te vervaardigen, en hun kwaliteit is gemakkelijk te controleren.

Deze verbinding heeft nog een onbetwistbaar voordeel dat verband houdt met de aanwezigheid van een menselijke factor in de productie: ingewikkelde tanden zijn ongevoelig voor veranderingen in de hartafstand, als hun ingrijping niet wordt onderbroken. Simpel gezegd, dergelijke wielen "laten" enkele onnauwkeurigheden toe in zowel de fabricage als de installatie zonder veel prestatieverlies.

Evolute gearing geeft de tandwielen ook een lange levensduur omdat de oppervlakken van de tanden, die een convexe vorm hebben, over elkaar rollen. Hierdoor wordt de wrijving van de oppervlakken aanzienlijk verminderd, dat wil zeggen, de slijtage van onderdelen wordt geminimaliseerd.

Creatie van de Novikov-transmissie

Soms moet u een zeer hoog koppel overbrengen en tegelijkertijd niet verder gaan dan een bepaalde grootte en gewicht van het mechanisme. Onder deze omstandigheden is de ingewikkelde verbinding mogelijk niet betrouwbaar genoeg - vanwege de hoge contactspanningen op het contactpunt van de tanden kunnen ze snel mislukken.

Hier komt de zogenaamde cirkelschroef te hulpverloving. Het werd in 1954 ontwikkeld door de Sovjet-ingenieur en uitvinder M. L. Novikov. Hij kwam tot deze beslissing door de problemen te onderzoeken die zich voordeden bij het ontwerpen van zware maar relatief trage machines zoals tractoren en tanks.

Deze techniek heeft een grote massa, wat de overdracht van het juiste koppel van de motor via de transmissie naar de wielen of looprollen vereist. Involute tanden zijn niet altijd geschikt voor de taak.

Wat zijn de voordelen van openen…

Er is een verbinding gemaakt waarbij de tanden van het tandwiel en het wiel respectievelijk convex en concaaf zijn. Hierdoor werd een significante toename van het contactoppervlak van de tanden bereikt, aangezien de tandwieltanden en de verdiepingen ertussen bij het wiel zeer korte radii hebben.

Zo werd de spanning op het contactpunt verlaagd. Dit maakte het mogelijk om, afhankelijk van de specifieke omstandigheden, ofwel de omvang van het mechanisme aanzienlijk te verkleinen met behoud van de waarde van het uitgezonden vermogen, ofwel, met behoud van de bestaande afmetingen en gewicht, de belasting van de verbinding aanzienlijk te verhogen zonder angst voor een vroege storing.

…en zijn gebreken

In tegenstelling tot de ingewikkelde verbinding, waar twee convexe oppervlakken elkaar raken, in Novikov-versnellingen, vormen de convexe en concave delen een bijna integraal geheel wanneer ze zijn verbonden. Hierdoor neemt de wrijving tussen de tanden aanzienlijk toe, wat hun duurzaamheid beïnvloedt. Hoewel in het geval van machines met een laag toerental, waarvoor aanvankelijk ener is een cirkelvormige schroefverbinding ontwikkeld, deze factor is niet zo belangrijk.

Bovendien stelt dit ontwerp, vergelijkbaar met het cycloïde tandwiel, hoge eisen aan de kwaliteit van de afwerking en montagezorg, aangezien schending van de hartafstand tot catastrofale gevolgen kan leiden.

Vóór Novikov waren er al talloze pogingen ondernomen om het ontwerp van de opdracht te verbeteren, maar alleen hij slaagde erin een levensvatbare technologie te ontwikkelen. Na enkele verbeteringen werd het in veel industrieën geïntroduceerd.

De uitvinding verbeteren

Er zijn in totaal twee soorten Novikov-links:

• met één aanrakingslijn (kan prepolair en polair zijn);
• met twee zijlijnen (dozapole).

In het eerste type hebben de tanden van het tandwiel en het wiel dezelfde kromming langs de hele contour. Bij een polaire verbinding is het profiel van het aandrijfwiel convex gemaakt en het aangedreven wiel concaaf. Met prepolair - vice versa. Deze verbinding is rechtstreeks ontwikkeld door Mikhail Novikov, die hiervoor de Lenin-prijs ontving.

Het werd echter al snel duidelijk dat de fabricage van dit type tandwielen technologisch vrij moeilijk is. Omdat de wielen niet hetzelfde zijn, maar verschillende tanduitsparingen hebben, zijn twee verschillende apparaten nodig om een paar wielen te maken, wat niet erg economisch is.

Onderzoek in deze richting is begonnen. Hun resultaat was de ontwikkeling van dozapoleny-versnellingen, waarbij de tanden van het wiel en de versnelling hetzelfde zijn,maar ze hebben een convexe contour dichter bij de top en een concaaf dichter bij de basis, met een vloeiende overgang daartussen. Hierdoor werd niet alleen de eenmaking van de productie van onderdelen bereikt, maar werd ook ontdekt dat dergelijke tandwielen een veel groter draagvermogen hebben dan verbindingen met één aangrijpingslijn.

Distributie van nieuwbouw

Oorspronkelijk ontwikkeld voor zwaar, inclusief militair materieel, begon Mikhail Novikov's gearing-schema zich snel over vele industrieën te verspreiden. De machinebouwfabriek in Lugansk in Oekraïne was de eerste op het grondgebied van de voormalige Sovjet-Unie die producten vervaardigde met behulp van de nieuwe technologie.

anderen.

Buitenlandse landen zijn ook actief geïnteresseerd in deze ontwikkeling. Japan ontwikkelt zich voor de implementatie ervan in de auto-industrie en ook Engeland en de Verenigde Staten worden niet buitengesloten. De uitvinding van een Sovjetwetenschapper zou wel eens het heelal kunnen veroveren: internationale organisaties financieren onderzoek naar de toepassing van de Novikov-uitrusting in spaceshuttles, sondes en andere apparatuur.

Toepassingsgebieden van roterende schroeftechnologie

Deze ontwikkeling is grotendeels doorgevoerd op de volgende gebieden:

• tractietandwielen van verschillende zware voertuigen - trolleybussen, bussen, trams, helikopters);
• pompunits en andere apparatuur voor de olie-industrie;
• mijnbouwmachines;
• versnellingsbakken voor hijs- en rijkranen.

Er zijn ook speciale lagers gemaakt met Novikov-tandwielen die drie keer het draagvermogen hebben van conventionele lagers.

Productie van Novikov tandwielen en regelgevende documenten

Er is speciale apparatuur ontwikkeld voor het snijden van tanden bij de vervaardiging van Novikov's verloving - een frees. Deze tool heeft vrij hoge kosten, omdat hoge eisen worden gesteld aan de nauwkeurigheid van de vervaardiging van tandwielen. Een kleine afwijking - en die ideale harmonie van de contactcontouren, die zorgt voor een lange levensduur en overgedragen vermogen, wordt niet meer waargenomen.

Aangezien de kwaliteit van zowel de tanden zelf als de frezen om ze te snijden onderhevig zijn aan bijzonder hoge eisen, zijn er afzonderlijke staatsnormen ontwikkeld om de fabricage ervan te controleren. Voor de Novikov-aangrijping zelf - GOST 17744-72, voor tandwielsnijgereedschappen - GOST 16771-81.

Het nieuwe principe van het vervaardigen van tanden, ontwikkeld door M. L. Novikov, werd niet alleen erkend op het grondgebied van de voormalige USSR, maar ook in veel andere landen.