دنده Novikov: GOST، طراحی، کاربرد

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

بسیاری از مکانیزم های متحرک به گونه ای طراحی شده اند که انتقال انرژی مستقیم از دستگاه محرک به دستگاه اجرایی غیرممکن باشد. در برخی شرایط، موتور و دستگاه محرک از نظر ساختاری از یکدیگر فاصله زیادی دارند و از یکدیگر فاصله دارند. در موارد دیگر، ابتدا باید انرژی را تبدیل کرد: سرعت موتور را کاهش یا افزایش داد، جهت چرخش را تغییر داد، یا حرکت چرخشی را به انتقال تبدیل کرد.

سپس برخی مکانیسم های میانی برای انتقال یا تبدیل این انرژی مورد نیاز است. یکی از عناصر اصلی مورد استفاده برای این منظور چرخ دنده است. آنها در هر جایی که نیاز به انتقال قدرت قابل توجهی باشد و در عین حال یک دستگاه جمع و جور و عمر طولانی داشته باشند - خواه گیربکس ماشین، قرقره میله ماهیگیری یا توربین برق آبی باشد، استفاده می شوند.

انتقالات چیست

انواع مختلفی از چرخ دنده ها وجود دارد. آنها بر اساس معیارهای زیر طبقه بندی می شوند:

• جهت انتقال حرکت - استوانه ای، کرم،مخروطی؛
• سمت چرخ که روی آن دندان ها بریده می شود - چرخ دنده داخلی یا خارجی؛
• جهت دندان - مستقیم، مایل، شورون؛
• شکل دندان ها - چرخ دنده سیکلوئید و پیچ خورده، درگیری Novikov.

دنده سیکلوئید

این فناوری در سال 1931 توسط مهندس آلمانی Lorenz Braren به ثبت رسید. متأسفانه، اشکالات قابل توجهی دارد.

1. ساخت دشوار - هر چرخ با یک ابزار برش دنده جداگانه بریده می شود.
2. حساسیت بسیار بالا به تغییرات فاصله مرکز. به عبارت دیگر این نوع درگیری نیاز به بالاترین دقت در تولید و نصب دارد و در صورت کوچکترین آسیب مکانیکی از کار می افتد.
3. مشکلات در تعمیر به دلیل استاندارد نبودن چنین تعاملاتی.

مزیت این چرخ دنده این است که تنش در محل تماس دندانه ها به دلیل شکل گرد آنها بسیار کاهش می یابد و در نتیجه دوام بیشتر قطعات می شود.

در نتیجه این امر، اتصال سیکلوئیدی کاربرد خود را در زمینه نسبتاً باریکی از صنعت پیدا کرده است - در ساخت ساعت‌ها و سایر ابزار دقیق، برخی از انواع کمپرسورها و پمپ‌ها.

نوع پیچ خورده

این نوع طراحی دندان توسط مکانیک و ریاضیدان مشهور لئونارد اویلر در سال 1760 پیشنهاد شد و بیشترین استفاده را در صنعت دارد.

در جفت چرخ دنده به قسمتی که قطر کمتری دارد معمولا چرخ دنده و به قسمتی که بزرگتر است چرخ می گویند. ATاتصال پیچ خورده، دندان ها دارای مشخصاتی با لبه های محدب هستند. هم برای دنده و هم برای چرخ یکسان است. از این نتیجه اصلی ترین مزیت اقتصادی چرخ دنده های پیچ خورده است: پیچیدگی پایین ساخت قطعات در حالی که دقت کافی و در نتیجه بهره وری بالا حفظ می شود. این چرخ ها برای ساخت نیازی به تجهیزات پیچیده ای ندارند و کنترل کیفیت آنها آسان است.

این ارتباط یک مزیت غیرقابل انکار دیگری دارد که مربوط به حضور یک عامل انسانی در تولید است: دندانهای پیچ خورده نسبت به تغییرات فاصله مرکز حساس نیستند، اگر درگیری آنها قطع نشود. به بیان ساده، چنین چرخ هایی "اجازه می دهند" برخی نادرستی ها هم در ساخت و هم در نصب و راه اندازی بدون افت زیاد در عملکرد.

همچنین چرخ دنده های پیچشی به دلیل غلت خوردن سطوح دندانه ها که شکل محدب دارند روی همدیگر عمر مفیدی برای چرخ دنده ها فراهم می کند. به همین دلیل اصطکاک سطوح به میزان قابل توجهی کاهش می یابد، یعنی سایش قطعات به حداقل می رسد.

ایجاد انتقال Novikov

گاهی اوقات لازم است که گشتاور بسیار بالایی را منتقل کنید و در عین حال از اندازه و وزن خاصی از مکانیسم فراتر نروید. در این شرایط، اتصال پیچی ممکن است به اندازه کافی قابل اعتماد نباشد - به دلیل تنش های تماسی زیاد در نقطه تماس دندان ها، آنها می توانند به سرعت از بین بروند.

در اینجا به کمک پیچ به اصطلاح دایره ای می آیدنامزدی. این در سال 1954 توسط مهندس و مخترع شوروی M. L. Novikov توسعه یافت. او با تحقیق در مورد مشکلاتی که هنگام طراحی ماشین های سنگین اما نسبتا کند مانند تراکتور و تانک به وجود آمد به این تصمیم رسید.

این تکنیک جرم زیادی دارد که نیازمند انتقال گشتاور مناسب از موتور از طریق گیربکس به چرخ ها یا غلتک های مسیر است. دندان های پیچ خورده همیشه در حد کار نیستند.

فواید باز کردن چیست…

اتصالی ایجاد شده است که در آن دندانه های چرخ دنده و چرخ به ترتیب محدب و مقعر هستند. به همین دلیل، افزایش قابل توجهی در سطح تماس دندان ها حاصل شد، زیرا دندانه های چرخ دنده و فرورفتگی های بین آنها در چرخ دارای شعاع های بسیار نزدیک هستند.

بنابراین، ولتاژ در نقطه تماس کاهش یافت. این امر این امکان را به وجود آورد که بسته به شرایط خاص، یا با حفظ مقدار توان ارسالی، اندازه مکانیزم را به میزان قابل توجهی کاهش داد، یا با حفظ ابعاد و وزن موجود، بدون ترس از ترس، بار روی اتصال را به میزان قابل توجهی افزایش داد. یک خرابی زودرس.

… و معایب آن

برخلاف اتصال ناپیوسته، که در آن دو سطح محدب با یکدیگر برخورد می کنند، در چرخدنده های نویکوف، قسمت های محدب و مقعر هنگام اتصال یک کل تقریباً یکپارچه را تشکیل می دهند. به همین دلیل، اصطکاک بین دندان ها به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و بر دوام آنها تأثیر می گذارد. اگر چه در مورد ماشین های کم سرعت، که در ابتدا ویک اتصال پیچ دایره ای ایجاد شده است، این عامل چندان مهم نیست.

علاوه بر این، این طراحی، مشابه چرخ دنده سیکلوئید، کیفیت کار و مراقبت از مونتاژ را بالا می برد، زیرا نقض فاصله مرکز می تواند منجر به عواقب فاجعه بار شود.

قبل از نویکوف، قبلاً تلاش های زیادی برای بهبود طراحی نامزدی انجام شده بود، اما فقط او توانست یک فناوری قابل دوام را توسعه دهد. پس از چند پیشرفت، در بسیاری از صنایع معرفی شد.

بهبود اختراع

در مجموع دو نوع پیوند Novikov وجود دارد:

• با یک خط لمسی (می تواند پیش قطبی و قطبی باشد)؛
• با دو خط لمسی (dozapole).

در نوع اول، دندانه های چرخ دنده و چرخ دارای انحنای یکسان در کل کانتور هستند. با اتصال قطبی، مشخصات چرخ محرک محدب است و چرخ رانده مقعر است. با prepolar - برعکس. این ترکیب مستقیماً توسط میخائیل نوویکوف ساخته شد که جایزه لنین را برای این کار دریافت کرد.

با این حال، به زودی مشخص شد که ساخت چرخ دنده هایی از این نوع از نظر فنی بسیار دشوار است. از آنجایی که چرخ ها یکسان نیستند، اما برش های دندانی متفاوتی دارند، برای ساخت یک جفت چرخ به دو قطعه تجهیزات مختلف نیاز است که چندان مقرون به صرفه نیست.

تحقیق در این راستا آغاز شده است. نتیجه آنها توسعه چرخ دنده dozapoleny بود که در آن دندانه های چرخ و دنده یکسان است.اما آنها یک کانتور محدب نزدیک به بالا و یک مقعر نزدیکتر به پایه دارند، با یک انتقال صاف بین آنها. این امر نه تنها باعث یکسان شدن تولید قطعات شد، بلکه همچنین مشخص شد که چنین چرخ دنده‌هایی نسبت به اتصالات با یک خط درگیری ظرفیت باربری بسیار بیشتری دارند.

توزیع توسعه جدید

طرح دنده میخائیل نوویکوف که در ابتدا برای تجهیزات سنگین، از جمله تجهیزات نظامی توسعه یافته بود، به سرعت در بسیاری از صنایع گسترش یافت. کارخانه ماشین سازی لوگانسک در اوکراین اولین کارخانه در قلمرو اتحاد جماهیر شوروی سابق بود که محصولاتی را با استفاده از فناوری جدید تولید کرد.

دیگران.

کشورهای خارجی نیز فعالانه به این توسعه علاقه مند هستند. ژاپن برای پیاده سازی آن در صنعت خودروسازی در حال توسعه است و انگلستان و ایالات متحده نیز از این امر غافل نیستند. اختراع یک دانشمند شوروی ممکن است برای تسخیر کیهان باشد: سازمان‌های بین‌المللی در حال تأمین بودجه تحقیقاتی در مورد استفاده از تجهیزات نوویکوف در شاتل‌های فضایی، کاوشگرها و سایر تجهیزات هستند.

کره های استفاده از فناوری پیچ دوار

در بیشتر موارد، این توسعه در زمینه های زیر اجرا شده است:

• دنده های کششی وسایل نقلیه سنگین مختلف - واگن برقی، اتوبوس، تراموا، هلیکوپتر؛
• واحدهای پمپاژ و سایر تجهیزات صنعت نفت؛
• ماشین آلات معدن زغال سنگ؛
• گیربکس بالابر و جرثقیل مسافرتی.

همچنین بلبرینگ‌های خاصی با استفاده از چرخ دنده‌های Novikov ساخته می‌شوند که سه برابر یاتاقان‌های معمولی ظرفیت بار دارند.

تولید چرخ دنده های Novikov و اسناد نظارتی

تجهیزات ویژه ای برای برش دندان در ساخت نامزدی Novikov توسعه داده شد - یک فرز. این ابزار دارای هزینه نسبتاً بالایی است، زیرا الزامات بالایی برای دقت ساخت چرخ دنده ها اعمال می شود. یک انحراف جزئی - و هماهنگی ایده آل خطوط تماس، که طول عمر بالای دنده و قدرت انتقالی را تضمین می کند، دیگر مشاهده نخواهد شد.

از آنجایی که کیفیت خود دندان‌ها و برش‌کننده‌های برش آن‌ها مشمول الزامات بالایی هستند، استانداردهای دولتی جداگانه برای کنترل ساخت آنها ایجاد شده است. برای خود درگیری Novikov - GOST 17744-72، برای ابزارهای برش دنده - GOST 16771-81.

اصل جدید ساخت دندان، که توسط M. L. Novikov توسعه یافته است، نه تنها در قلمرو اتحاد جماهیر شوروی سابق، بلکه در بسیاری از کشورهای دیگر نیز به رسمیت شناخته شد.