เกียร์ Novikov: GOST ออกแบบ แอปพลิเคชั่น

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

กลไกการเคลื่อนไหวหลายอย่างได้รับการออกแบบในลักษณะที่การถ่ายโอนพลังงานโดยตรงจากอุปกรณ์ขับเคลื่อนไปยังตัวผู้บริหารเป็นไปไม่ได้ ในบางสถานการณ์ มอเตอร์และอุปกรณ์ขับเคลื่อนจะมีโครงสร้างที่เว้นระยะห่างกันและชดเชยซึ่งกันและกัน ในกรณีอื่นๆ จะต้องแปลงพลังงานก่อน: ลดหรือเพิ่มความเร็วของเครื่องยนต์ เปลี่ยนทิศทางของการหมุน หรือเปลี่ยนการเคลื่อนที่ของการหมุนเป็นการแปล

จากนั้นต้องมีกลไกระดับกลางในการถ่ายโอนหรือแปลงพลังงานนี้ องค์ประกอบหลักอย่างหนึ่งที่ใช้เพื่อการนี้คือล้อเฟือง พวกมันถูกใช้ทุกที่ที่ต้องการส่งกำลังที่สำคัญในขณะที่ยังคงรักษาอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดและอายุการใช้งานที่ยาวนาน ไม่ว่าจะเป็นกระปุกเกียร์ของรถยนต์ รอกคันเบ็ดตกปลา หรือกังหันไฟฟ้าพลังน้ำ

การโอนคืออะไร

เกียร์มีหลายแบบ. จำแนกตามเกณฑ์ต่อไปนี้:

• ทิศทางการส่งสัญญาณ - ทรงกระบอก, ตัวหนอน,รูปกรวย;
• ด้านของล้อที่ฟันถูกตัด - เกียร์ภายในหรือภายนอก
• จัดฟัน - ตรง เฉียง บั้ง;
• รูปร่างของฟัน - เกียร์ไซโคลิดและโค้งงอ, การสู้รบของโนวิคอฟ

เกียร์ไซคลอยด์

เทคโนโลยีนี้ได้รับการจดสิทธิบัตรในปี 1931 โดยวิศวกรชาวเยอรมัน Lorenz Braren น่าเสียดายที่มีข้อเสียที่สำคัญ

1. ผลิตยาก - ล้อแต่ละล้อถูกตัดด้วยเครื่องมือตัดเฟืองแยก
2. มีความไวสูงมากต่อการเปลี่ยนแปลงระยะศูนย์กลาง กล่าวอีกนัยหนึ่ง การมีส่วนร่วมประเภทนี้ต้องการความแม่นยำสูงสุดในการผลิตและการติดตั้ง และในกรณีที่เกิดความเสียหายทางกลไกเพียงเล็กน้อยก็ล้มเหลว
3. ความยากลำบากในการซ่อมแซมเนื่องจากขาดมาตรฐานของภารกิจดังกล่าว

ข้อดีของเกียร์นี้คือความเค้นที่จุดสัมผัสของฟันลดลงอย่างมากเนื่องจากรูปทรงโค้งมน ส่งผลให้ชิ้นส่วนมีความทนทานมากขึ้น

ด้วยเหตุนี้ การเชื่อมต่อแบบไซโคลิดัลพบการใช้งานในอุตสาหกรรมที่ค่อนข้างแคบ - ในการผลิตนาฬิกาและเครื่องมือวัดความเที่ยงตรงอื่นๆ คอมเพรสเซอร์และปั๊มบางประเภท

ประเภทวิงวอน

การออกแบบฟันประเภทนี้เสนอโดย Leonhard Euler ช่างเครื่องและนักคณิตศาสตร์ที่มีชื่อเสียงในปี 1760 และใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในอุตสาหกรรม

ในคู่เฟือง ชิ้นส่วนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่ามักจะเรียกว่าเฟือง และส่วนที่มีขนาดใหญ่เรียกว่าล้อ ที่การเชื่อมต่อที่ไม่แน่นอนฟันมีโปรไฟล์ที่มีขอบนูน เหมือนกันทั้งเกียร์และล้อ จากนี้ไปเป็นผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจหลักของการใส่เกียร์แบบหมุนวน: ความซับซ้อนต่ำของชิ้นส่วนการผลิตในขณะที่ยังคงความแม่นยำที่เพียงพอและด้วยเหตุนี้จึงให้ผลผลิตสูง ล้อเหล่านี้ไม่ต้องใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อนในการผลิต และควบคุมคุณภาพได้ง่าย

การเชื่อมต่อนี้มีข้อได้เปรียบที่ไม่อาจโต้แย้งได้อีกประการหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการมีอยู่ของปัจจัยมนุษย์ในการผลิต: ฟันที่บิดเบี้ยวจะไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงในระยะห่างจากศูนย์กลาง หากการสู้รบไม่หยุดชะงัก พูดง่ายๆ ก็คือ ล้อดังกล่าว "ยอม" ความไม่ถูกต้องบางประการทั้งในการผลิตและการติดตั้งโดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพการทำงานมากนัก

นอกจากนี้ การใส่เกียร์แบบหมุนวนทำให้เฟืองมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน เนื่องจากพื้นผิวของฟันที่มีรูปร่างนูนจะม้วนทับกัน ด้วยเหตุนี้ ความเสียดทานของพื้นผิวจึงลดลงอย่างเห็นได้ชัด กล่าวคือ การสึกหรอของชิ้นส่วนลดลง

การสร้างการส่งสัญญาณ Novikov

บางครั้งคุณจำเป็นต้องส่งแรงบิดที่สูงมาก และในขณะเดียวกันก็ไม่ควรเกินขนาดและน้ำหนักที่แน่นอนของกลไก ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ การเชื่อมต่อที่บิดเบี้ยวอาจไม่น่าเชื่อถือเพียงพอ เนื่องจากความเค้นสูงที่จุดสัมผัสของฟัน สิ่งเหล่านี้อาจล้มเหลวได้อย่างรวดเร็ว

มาถึงความช่วยเหลือของสิ่งที่เรียกว่าสกรูกลมการว่าจ้าง. ได้รับการพัฒนาในปี 1954 โดยวิศวกรและนักประดิษฐ์ชาวโซเวียต M. L. Novikov เขาตัดสินใจโดยศึกษาปัญหาที่เกิดขึ้นในการออกแบบเครื่องจักรที่หนักแต่ค่อนข้างช้า เช่น รถแทรกเตอร์และรถถัง

เทคนิคนี้มีมวลมากซึ่งต้องการการถ่ายโอนแรงบิดที่เหมาะสมจากเครื่องยนต์ผ่านเกียร์ไปยังล้อหรือลูกกลิ้งติดตาม ฟันที่โค้งมนไม่ได้ขึ้นอยู่กับงานเสมอไป

เปิดแล้วได้ประโยชน์อะไร…

สร้างการเชื่อมต่อโดยฟันเฟืองและล้อจะนูนและเว้าตามลำดับ ด้วยเหตุนี้พื้นผิวสัมผัสของฟันจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากฟันเฟืองและความกดอากาศระหว่างฟันที่ล้อมีรัศมีที่ใกล้เคียงกันมาก

ดังนั้น แรงดันไฟที่จุดสัมผัสจึงลดลง สิ่งนี้ทำให้เป็นไปได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสถานการณ์เฉพาะไม่ว่าจะลดขนาดของกลไกอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่รักษาค่าของกำลังส่งหรือในขณะที่รักษาขนาดและน้ำหนักที่มีอยู่เพื่อเพิ่มภาระในการเชื่อมต่ออย่างมีนัยสำคัญโดยไม่ต้องกลัว การพังทลายในช่วงต้น

…และจุดอ่อนของมัน

ในทางตรงกันข้ามกับการเชื่อมต่อที่หมุนวน โดยที่พื้นผิวนูนทั้งสองสัมผัสกัน ในเฟืองของ Novikov ส่วนนูนและส่วนเว้าจะรวมกันเป็นหนึ่งเดียวเมื่อเชื่อมต่อ ด้วยเหตุนี้การเสียดสีระหว่างฟันจึงเพิ่มขึ้นอย่างมากซึ่งส่งผลต่อความทนทานของฟัน แม้ว่าในกรณีของเครื่องความเร็วต่ำซึ่งในตอนแรกและการเชื่อมต่อสกรูแบบวงกลมได้รับการพัฒนา ปัจจัยนี้ไม่สำคัญนัก

นอกจากนี้ การออกแบบนี้คล้ายกับเกียร์ไซโคลิด ทำให้มีความต้องการคุณภาพงานประกอบและการดูแลการประกอบสูง เนื่องจากการละเมิดระยะกึ่งกลางอาจทำให้เกิดผลร้ายได้

ก่อนหน้า Novikov มีความพยายามมากมายในการปรับปรุงการออกแบบการสู้รบ แต่มีเพียงเขาเท่านั้นที่สามารถพัฒนาเทคโนโลยีที่ใช้งานได้ หลังจากการปรับปรุงบางอย่าง มันก็ถูกนำมาใช้ในหลายอุตสาหกรรม

ปรับปรุงการประดิษฐ์

มีลิงก์ Novikov ทั้งหมดสองประเภท:

• ด้วยหนึ่งเส้นสัมผัส (สามารถมีขั้วและขั้ว);
• ด้วยการสัมผัสสองเส้น (dozapole).

ในประเภทแรก ฟันเฟืองและล้อมีความโค้งเท่ากันตลอดแนว ด้วยการเชื่อมต่อแบบมีขั้ว โปรไฟล์ของล้อขับเคลื่อนจะนูน และล้อขับเคลื่อนจะเว้า ด้วยพรีโพลาร์ - ในทางกลับกัน สารประกอบนี้ได้รับการพัฒนาโดยตรงโดย Mikhail Novikov ผู้ได้รับรางวัล Lenin Prize สำหรับสิ่งนี้

อย่างไรก็ตาม ในไม่ช้ามันก็ชัดเจนว่าการผลิตเกียร์ประเภทนี้ค่อนข้างยากทางเทคโนโลยี เนื่องจากล้อไม่เหมือนกัน แต่มีฟันที่ฟันต่างกัน ต้องใช้อุปกรณ์สองชิ้นที่แตกต่างกันเพื่อสร้างล้อคู่ ซึ่งไม่ประหยัดมาก

การวิจัยในทิศทางนี้เริ่มขึ้นแล้ว ผลลัพธ์ของพวกเขาคือการพัฒนาเฟืองโดซาโพเลนีซึ่งฟันของล้อและเฟืองเหมือนกันแต่พวกมันมีรูปร่างนูนใกล้กับด้านบนและเว้าใกล้กับฐานมากขึ้นด้วยการเปลี่ยนที่ราบรื่นระหว่างพวกเขา สิ่งนี้ไม่เพียงแค่ทำให้การผลิตชิ้นส่วนเป็นอันหนึ่งอันเดียวกันเท่านั้น แต่ยังพบว่าเกียร์ดังกล่าวมีความสามารถในการรับน้ำหนักมากกว่าการเชื่อมต่อกับสายงานเดียว

กระจายการพัฒนาใหม่

ตั้งแต่แรกเริ่มพัฒนามาเพื่อใช้สำหรับงานหนัก รวมถึงยุทโธปกรณ์ทางทหาร โครงการเกียร์ของ Mikhail Novikov เริ่มแพร่กระจายอย่างรวดเร็วในหลายอุตสาหกรรม โรงงานสร้างเครื่องจักร Lugansk ในยูเครนเป็นโรงงานแห่งแรกในอาณาเขตของอดีตสหภาพโซเวียตที่ผลิตผลิตภัณฑ์โดยใช้เทคโนโลยีใหม่

อื่นๆ

ต่างประเทศก็สนใจการพัฒนานี้เช่นกัน ญี่ปุ่นกำลังพัฒนาเพื่อนำไปใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ และอังกฤษและสหรัฐอเมริกาก็ไม่ถูกละเลยเช่นกัน การประดิษฐ์ของนักวิทยาศาสตร์โซเวียตอาจไปพิชิตจักรวาลได้: องค์กรระหว่างประเทศกำลังให้ทุนสนับสนุนการวิจัยเกี่ยวกับการใช้เกียร์ Novikov ในกระสวยอวกาศ ยานสำรวจ และอุปกรณ์อื่นๆ

ทรงกลมของการใช้เทคโนโลยีสกรูหมุน

โดยส่วนใหญ่ การพัฒนานี้ได้ดำเนินการในพื้นที่ต่อไปนี้:

• เกียร์ลากของยานพาหนะหนักต่างๆ - รถเข็น, รถบัส, รถราง, เฮลิคอปเตอร์);
• เครื่องสูบน้ำและอุปกรณ์อุตสาหกรรมน้ำมันอื่นๆ
• เครื่องจักรทำเหมืองถ่านหิน
• กระปุกเกียร์รอกและเครนเคลื่อนที่

นอกจากนี้ยังมีตลับลูกปืนพิเศษที่ทำโดยใช้เกียร์ของ Novikov ที่มีความสามารถในการรับน้ำหนักมากกว่าตลับลูกปืนทั่วไปถึงสามเท่า

การผลิตเกียร์และเอกสารข้อบังคับของ Novikov

อุปกรณ์พิเศษได้รับการพัฒนาสำหรับการตัดฟันในการผลิตหมั้นของ Novikov - หัวกัด เครื่องมือนี้มีต้นทุนค่อนข้างสูงเนื่องจากมีการนำความต้องการที่สูงมาใช้กับความแม่นยำในการผลิตเฟือง การเบี่ยงเบนเล็กน้อย - และความกลมกลืนในอุดมคติของรูปร่างหน้าสัมผัส ซึ่งทำให้อายุการใช้งานเกียร์สูงและกำลังส่งจะไม่ถูกสังเกตอีกต่อไป

เนื่องจากคุณภาพของฟันเองและหัวกัดสำหรับตัดมีความต้องการสูงเป็นพิเศษ จึงได้มีการพัฒนามาตรฐานของรัฐที่แยกจากกันเพื่อควบคุมการผลิต สำหรับการสู้รบของ Novikov - GOST 17744-72 สำหรับเครื่องมือตัดเกียร์ - GOST 16771-81

หลักการใหม่ของการผลิตฟันที่พัฒนาโดย M. L. Novikov ไม่เพียงแต่ได้รับการยอมรับในดินแดนของอดีตสหภาพโซเวียตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในประเทศอื่นๆ อีกมากมาย