Equipaggiamento Novikov: GOST, design, applicazione

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Molti meccanismi di movimento sono progettati in modo tale che il trasferimento di energia direttamente dal dispositivo di guida all'organo esecutivo è impossibile. In alcune situazioni, il motore e il dispositivo azionato sono strutturalmente distanziati e sfalsati l'uno dall' altro. Negli altri casi, l'energia deve essere prima convertita: ridurre o aumentare il regime del motore, cambiare il senso di rotazione o trasformare il movimento rotatorio in traslatorio.

Poi sono necessari alcuni meccanismi intermedi per trasferire o trasformare questa energia. Uno degli elementi principali utilizzati a tale scopo sono le ruote dentate. Sono utilizzati ovunque sia richiesta una trasmissione di potenza significativa pur mantenendo un dispositivo compatto e una lunga durata, che si tratti di un cambio per auto, di un mulinello per canne da pesca o di una turbina idroelettrica.

Quali sono i trasferimenti

Ci sono molte varietà di ingranaggi. Sono classificati secondo i seguenti criteri:

• direzione di trasmissione del movimento - cilindrica, a vite senza fine,conico;
• lato della ruota su cui sono tagliati i denti - dentatura interna o esterna;
• direzione dei denti - diritto, obliquo, chevron;
• forma dei denti - ingranaggio cicloide e ad evolvente, innesto Novikov.

Ingranaggio cicloide

Questa tecnologia fu brevettata nel 1931 dall'ingegnere tedesco Lorenz Braren. Sfortunatamente, presenta notevoli svantaggi.

1. Difficile da produrre: ogni ruota viene tagliata con un utensile da taglio per ingranaggi separato.
2. Altissima sensibilità alle variazioni dell'interasse. In altre parole, questo tipo di innesto richiede la massima precisione nella produzione e nell'installazione e, in caso di minimo danno meccanico, fallisce.
3. Difficoltà di riparazione dovute alla mancanza di standardizzazione di tali impegni.

Il vantaggio di questo ingranaggio è che la sollecitazione nel punto di contatto dei denti è notevolmente ridotta grazie alla loro forma arrotondata, con conseguente maggiore durata delle parti.

Di conseguenza, la connessione cicloidale ha trovato la sua applicazione in un campo industriale piuttosto ristretto: nella produzione di orologi e altri strumenti di precisione, alcuni tipi di compressori e pompe.

Tipo ad evolvente

Questo tipo di design del dente è stato proposto dal famoso meccanico e matematico Leonhard Euler nel 1760 ed è il più utilizzato nell'industria.

In una coppia di ingranaggi, una parte con un diametro più piccolo è solitamente chiamata ingranaggio e una parte con uno grande è chiamata ruota. Aconnessione ad evolvente, i denti hanno un profilo con bordi convessi. È lo stesso sia per l'ingranaggio che per la ruota. Da ciò deriva il principale vantaggio economico degli ingranaggi ad evolvente: bassa complessità delle parti di produzione pur mantenendo una precisione sufficiente e, di conseguenza, un'elevata produttività. Queste ruote non richiedono attrezzature complesse per la produzione e la loro qualità è facile da controllare.

Questa connessione ha un altro indiscutibile vantaggio legato alla presenza di un fattore umano nella produzione: i denti ad evolvente sono insensibili alle variazioni dell'interasse, se il loro impegno non viene interrotto. In poche parole, tali ruote "consentono" alcune imprecisioni sia nella produzione che nell'installazione senza troppa perdita di prestazioni.

Inoltre, l'ingranaggio ad evolvente fornisce agli ingranaggi una lunga durata grazie al fatto che le superfici dei denti, che hanno una forma convessa, rotolano l'una sull' altra. A causa di ciò, l'attrito delle superfici è notevolmente ridotto, ovvero l'usura delle parti è ridotta al minimo.

Creazione della trasmissione Novikov

A volte è necessario trasmettere una coppia molto elevata e allo stesso tempo non andare oltre una certa dimensione e peso del meccanismo. In queste condizioni, la connessione ad evolvente potrebbe non essere sufficientemente affidabile - a causa delle elevate sollecitazioni di contatto nel punto di contatto dei denti, possono guastarsi rapidamente.

Ecco che viene in aiuto la cosiddetta vite circolareFidanzamento. È stato sviluppato nel 1954 dall'ingegnere e inventore sovietico M. L. Novikov. È giunto a questa decisione ricercando i problemi sorti durante la progettazione di macchine pesanti ma relativamente lente come trattori e carri armati.

Questa tecnica ha una grande massa, che richiede il trasferimento della coppia appropriata dal motore attraverso la trasmissione alle ruote o ai rulli. I denti ad evolvente non sono sempre all' altezza del compito.

Quali sono i vantaggi dell'apertura…

È stato creato un collegamento in cui i denti dell'ingranaggio e della ruota sono rispettivamente convessi e concavi. A causa di ciò, è stato ottenuto un aumento significativo della superficie di contatto dei denti, poiché i denti degli ingranaggi e le depressioni tra loro sulla ruota hanno raggi molto ravvicinati.

Così, la tensione nel punto di contatto è stata ridotta. Ciò ha consentito, a seconda delle circostanze specifiche, sia di ridurre sensibilmente l'ingombro del meccanismo mantenendo il valore della potenza trasmessa, sia, pur mantenendo le dimensioni e il peso esistenti, aumentare sensibilmente il carico sulla connessione senza timore di un guasto anticipato.

…e i suoi difetti

In contrasto con la connessione ad evolvente, dove due superfici convesse si toccano, negli ingranaggi Novikov, le parti convesse e concave formano un tutto quasi integrale quando sono collegate. Per questo motivo, l'attrito tra i denti aumenta notevolmente, compromettendo la loro durata. Sebbene nel caso di macchine a bassa velocità, per le quali inizialmente eè stato sviluppato un collegamento a vite circolare, questo fattore non è così importante.

Inoltre, questo design, simile all'ingranaggio cicloide, pone requisiti elevati in termini di qualità di lavorazione e cura dell'assemblaggio, poiché la violazione dell'interasse può portare a conseguenze catastrofiche.

Prima di Novikov, erano già stati fatti numerosi tentativi per migliorare il design dell'ingaggio, ma solo lui riuscì a sviluppare una tecnologia valida. Dopo alcuni miglioramenti, è stato introdotto in molti settori.

Migliorare l'invenzione

Ci sono due tipi di link Novikov in totale:

• con una linea touch (può essere prepolare e polare);
• con due linee di contatto (dozapole).

Nel primo tipo, i denti dell'ingranaggio e della ruota hanno la stessa curvatura lungo l'intero contorno. Con una connessione polare, il profilo della ruota motrice è reso convesso e la ruota motrice è concava. Con prepolare - viceversa. Questo composto è stato sviluppato direttamente da Mikhail Novikov, che ha ricevuto il Premio Lenin per questo.

Tuttavia, è diventato presto chiaro che la produzione di ingranaggi di questo tipo è tecnologicamente piuttosto difficile. Poiché le ruote non sono le stesse, ma hanno tagli dei denti diversi, sono necessari due diversi pezzi di attrezzatura per realizzare una coppia di ruote, il che non è molto economico.

La ricerca in questa direzione è iniziata. Il loro risultato è stato lo sviluppo di ingranaggi dozapoleny, in cui i denti della ruota e dell'ingranaggio sono gli stessi,ma hanno un contorno convesso più vicino alla sommità e uno concavo più vicino alla base, con una transizione graduale tra di loro. Ciò non solo ha ottenuto l'unificazione della produzione di parti, ma è stato anche scoperto che tali ingranaggi hanno una capacità di carico molto maggiore rispetto alle connessioni con una linea di innesto.

Distribuzione di nuovi sviluppi

Essendo originariamente sviluppato per l'equipaggiamento pesante, compreso quello militare, lo schema di ingranaggi di Mikhail Novikov iniziò a diffondersi rapidamente in molti settori. L'impianto di costruzione di macchine di Lugansk in Ucraina è stato il primo nel territorio dell'ex Unione Sovietica a fabbricare prodotti che utilizzano la nuova tecnologia.

altri.

Anche i paesi esteri sono attivamente interessati a questo sviluppo. Il Giappone si sta sviluppando per la sua implementazione nell'industria automobilistica e anche l'Inghilterra e gli Stati Uniti non sono esclusi. L'invenzione di uno scienziato sovietico potrebbe benissimo conquistare l'Universo: le organizzazioni internazionali stanno finanziando la ricerca sull'applicazione dell'attrezzatura Novikov in navette spaziali, sonde e altre apparecchiature.

Sfere di utilizzo della tecnologia della vite rotante

Per la maggior parte, questo sviluppo è stato implementato nelle seguenti aree:

• ingranaggi di trazione di vari veicoli pesanti - filobus, autobus, tram, elicotteri);
• unità di pompaggio e altre apparecchiature per l'industria petrolifera;
• macchine per l'estrazione del carbone;
• Riduttori per argani e gru da viaggio.

Ci sono anche cuscinetti speciali realizzati con ingranaggi Novikov che hanno una capacità di carico tre volte superiore a quella dei cuscinetti convenzionali.

Produzione di ingranaggi Novikov e documenti normativi

È stata sviluppata un'attrezzatura speciale per il taglio dei denti nella produzione dell'innesto di Novikov: una fresa. Questo strumento ha un costo piuttosto elevato, poiché vengono applicati requisiti elevati alla precisione della fabbricazione degli ingranaggi. Una leggera deviazione - e quell'armonia ideale dei contorni di contatto, che assicura un'elevata durata dell'ingranaggio e potenza trasmessa, non sarà più osservata.

Poiché la qualità sia dei denti stessi che delle frese per tagliarli sono soggetti a requisiti particolarmente elevati, sono stati sviluppati standard statali separati per controllarne la produzione. Per lo stesso impegno di Novikov - GOST 17744-72, per utensili da taglio - GOST 16771-81.

Il nuovo principio di fabbricazione dei denti, sviluppato da M. L. Novikov, è stato riconosciuto non solo nel territorio dell'ex URSS, ma anche in molti altri paesi.