Novikovi käik: GOST, disain, rakendus

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Paljud liikuvad mehhanismid on konstrueeritud nii, et energia ülekandmine otse juhtimisseadmest täitevorganisse on võimatu. Mõnes olukorras on mootor ja käitatav seade struktuurselt üksteisest kaugel ja üksteisest nihutatud. Muudel juhtudel tuleb energia esm alt teisendada: vähendada või suurendada mootori pöörlemiskiirust, muuta pöörlemissuunda või muuta pöörlev liikumine translatsiooniliseks.

Siis on selle energia ülekandmiseks või muundamiseks vaja mõningaid vahepealseid mehhanisme. Üks peamisi sel eesmärgil kasutatavaid elemente on hammasrattad. Neid kasutatakse kõikjal, kus on vaja märkimisväärset jõuülekannet, säilitades samas seadme kompaktsuse ja pika kasutusea – olgu selleks siis auto käigukast, õngeritv või hüdroelektriturbiin.

Mis on ülekanded

Käikuid on palju erinevaid. Need on klassifitseeritud järgmiste kriteeriumide alusel:

• liikumise ülekande suund - silindriline, uss,kooniline;
• ratta külg, millel hambad on lõigatud – sisemine või välimine hammasratas;
• hammaste suund - sirge, kaldu, kõverjooneline;
• hammaste kuju – tsükloidne ja eeruline hammasratas, Novikovi haardumine.

Tsükloidülekanne

Selle tehnoloogia patenteeris 1931. aastal Saksa insener Lorenz Braren. Kahjuks on sellel olulisi puudusi.

1. Raske valmistada – iga ratas lõigatakse eraldi hammasratta lõikeriistaga.
2. Eriti kõrge tundlikkus keskpunkti kauguse muutuste suhtes. Teisisõnu nõuab selline kaasamine tootmisel ja paigaldamisel suurimat täpsust ning vähimagi mehaanilise vigastuse korral see ebaõnnestub.
3. Raskused parandamisel, kuna sellised toimingud ei ole standarditud.

Selle käigu eeliseks on see, et hammaste ümara kuju tõttu on hammaste kokkupuutepunktis pinge oluliselt vähenenud, mille tulemuseks on osade suurem vastupidavus.

Selle tulemusena on tsükloidühendus leidnud rakendust üsna kitsas tööstusvaldkonnas – kellade ja muude täppisinstrumentide, teatud tüüpi kompressorite ja pumpade valmistamisel.

Involute type

Seda tüüpi hammaste kujunduse pakkus välja kuulus mehaanik ja matemaatik Leonhard Euler 1760. aastal ning see on tööstuses kõige laialdasem alt kasutatav.

Käikepaaris nimetatakse väiksema läbimõõduga detaili tavaliselt hammasrattaks ja suuremat osa rattaks. ATinvolutiivne ühendus, hammastel on kumerate servadega profiil. See on sama nii käigu kui ratta puhul. Siit tuleneb spiraalülekande peamine majanduslik kasu: osade valmistamise madal keerukus, säilitades samal ajal piisava täpsuse ja sellest tulenev alt kõrge tootlikkuse. Nende rataste tootmine ei vaja keerulisi seadmeid ja nende kvaliteeti on lihtne kontrollida.

Sellel ühendusel on veel üks vaieldamatu eelis, mis on seotud inimfaktori olemasoluga tootmises: teljehambad on keskkauguse muutuste suhtes tundlikud, kui nende haardumist ei katkestata. Lihtsam alt öeldes „võimaldavad” sellised rattad mõningaid ebatäpsusi nii valmistamisel kui ka paigaldamisel, ilma et see kaotaks palju jõudlust.

Samuti tagab spiraalülekanne hammasratastele pika kasutusea tänu sellele, et kumera kujuga hammaste pinnad rulluvad üksteisest üle. Tänu sellele väheneb oluliselt pindade hõõrdumine ehk osade kulumine on viidud miinimumini.

Novikovi ülekande loomine

Mõnikord peate edastama väga suure pöördemomendi ja samal ajal mitte ületada mehhanismi teatud suurust ja kaalu. Nendel tingimustel ei pruugi sisendühendus olla piisav alt töökindel – hammaste kokkupuutepunktis esinevate suurte kontaktpingete tõttu võivad need kiiresti ebaõnnestuda.

Siin tuleb appi nn ringikujuline kruvikaasamine. Selle töötas välja 1954. aastal Nõukogude insener ja leiutaja M. L. Novikov. Ta jõudis selle otsuseni, uurides probleeme, mis tekkisid raskete, kuid suhteliselt aeglaste masinate, näiteks traktorite ja paakide projekteerimisel.

Sellel tehnikal on suur mass, mis nõuab sobiva pöördemomendi ülekandmist mootorilt ülekande kaudu ratastele või roomikurullikutele. Sisehambad ei ole alati oma ülesannete kõrgusel.

Mis kasu on avamisest…

Loodud on ühendus, milles hammasratta ja ratta hambad on vastav alt kumerad ja nõgusad. Tänu sellele saavutati hammaste kontaktpinna oluline suurenemine, kuna hammasratta hambad ja nendevahelised süvendid roolil on väga lähedase raadiusega.

Seega vähenes pinge kokkupuutepunktis. See võimaldas olenev alt konkreetsetest asjaoludest kas oluliselt vähendada mehhanismi suurust, säilitades samal ajal edastatava võimsuse väärtuse või säilitades olemasolevad mõõtmed ja kaal, oluliselt suurendada ühenduse koormust, kartmata varajane rike.

…ja selle vead

Vastupidiselt sõõrühendusele, kus kaks kumerat pinda puutuvad kokku, moodustavad Novikovi hammasrataste puhul kumerad ja nõgusad osad ühendamisel peaaegu tervikliku terviku. Seetõttu suureneb märkimisväärselt hammastevaheline hõõrdumine, mis mõjutab nende vastupidavust. Kuigi väikese kiirusega masinate puhul, mille jaoks esialgu jatöötati välja ringikujuline kruviühendus, see tegur pole nii oluline.

Lisaks seab see tsükloidkäigukastiga sarnane konstruktsioon kõrged nõudmised töökvaliteedile ja montaažihooldusele, kuna keskpunkti kauguse rikkumine võib kaasa tuua katastroofilised tagajärjed.

Enne Novikovit oli juba tehtud mitmeid katseid kihluse kujundust täiustada, kuid ainult temal õnnestus välja töötada elujõuline tehnoloogia. Pärast mõningaid täiustusi võeti see kasutusele paljudes tööstusharudes.

Leiutise täiustamine

Novikovi linke on kokku kahte tüüpi:

• ühe puutejoonega (võib olla prepolaarne ja polaarne);
• kahe puutejoonega (dozapole).

Esimese tüübi puhul on hammasratta ja ratta hammastel kogu kontuuri ulatuses sama kumerus. Polaarühenduse korral muudetakse veoratta profiil kumeraks ja vedav ratas on nõgus. Prepolaarsega - vastupidi. Selle ühendi töötas otseselt välja Mihhail Novikov, kes sai selle eest Lenini preemia.

Samas sai peagi selgeks, et seda tüüpi hammasrataste valmistamine on tehnoloogiliselt üsna keeruline. Kuna rattad ei ole samad, vaid neil on erinevad hammaste lõiked, on rattapaari valmistamiseks vaja kahte erinevat varustust, mis pole eriti ökonoomne.

Sellesuunalised uuringud on alanud. Nende tulemuseks oli dozapoleeni käigukasti väljatöötamine, milles ratta ja käigu hambad on samad,kuid neil on ülaosale lähemal kumer ja alusele lähemal nõgus ning nende vahel on sujuv üleminek. Sellega ei saavutatud mitte ainult osade tootmise ühtlustamine, vaid ka selgus, et sellistel hammasratastel on palju suurem kandevõime kui ühe ühendusliiniga ühendustel.

Uue arenduse levitamine

Mihhail Novikovi ülekandeskeem, mis töötati algselt välja raskete, sealhulgas sõjavarustuse jaoks, hakkas paljudes tööstusharudes kiiresti levima. Ukrainas asuv Luganski masinaehitustehas valmistas endise Nõukogude Liidu territooriumil esimesena uut tehnoloogiat kasutades tooteid.

muud.

Sellest arengust on aktiivselt huvitatud ka välisriigid. Jaapan areneb selle rakendamiseks autotööstuses, kõrvale ei jää ka Inglismaa ja USA. Nõukogude teadlase leiutis võib universumi vallutada: rahvusvahelised organisatsioonid rahastavad uuringuid Novikovi varustuse kasutamise kohta kosmosesüstikutes, sondides ja muudes seadmetes.

Pöördkruvitehnoloogia kasutusvaldkonnad

Enamasti on seda arendust rakendatud järgmistes valdkondades:

• erinevate raskeveokite – trollibusside, busside, trammide, helikopterite – veomehhanismid);
• pumbaseadmed ja muud naftatööstuse seadmed;
• söekaevandusmasinad;
• tõstukite ja reisikraana käigukastid.

Samuti on Novikovi hammasrataste abil valmistatud spetsiaalsed laagrid, mille kandevõime on kolm korda suurem kui tavalistel laagritel.

Novikovi hammasrataste ja regulatiivsete dokumentide tootmine

Hammaste lõikamiseks töötati välja Novikovi kihlveo valmistamisel spetsiaalne varustus – frees. Sellel tööriistal on üsna kõrge hind, kuna hammasrataste valmistamise täpsusele esitatakse kõrgeid nõudeid. Väike kõrvalekalle – ja seda ideaalset kontaktikontuuride harmooniat, mis tagab pika käigukasti ja edastatava võimsuse, enam ei täheldata.

Kuna nii hammaste endi kui ka nende lõikamiseks mõeldud lõikurite kvaliteedile esitatakse eriti kõrgeid nõudeid, on nende valmistamise kontrollimiseks välja töötatud eraldi riiklikud standardid. Novikovi kihlumise enda jaoks - GOST 17744-72, hammasrataste lõikeriistade jaoks - GOST 16771-81.

M. L. Novikovi välja töötatud uut hammaste valmistamise põhimõtet tunnustati mitte ainult endise NSV Liidu territooriumil, vaid ka paljudes teistes riikides.