Equipamento Novikov: GOST, design, aplicação

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Muitos mecanismos móveis são projetados de tal forma que a transferência de energia diretamente do dispositivo de acionamento para o órgão executivo é impossível. Em algumas situações, o motor e o dispositivo acionado são estruturalmente espaçados e afastados um do outro. Em outros casos, a energia deve primeiro ser convertida: reduza ou aumente a velocidade do motor, mude o sentido de rotação ou transforme o movimento rotacional em translacional.

Então alguns mecanismos intermediários são necessários para transferir ou transformar essa energia. Um dos principais elementos utilizados para este fim são as rodas dentadas. Eles são usados sempre que uma transmissão de energia significativa é necessária, mantendo um dispositivo compacto e uma longa vida útil - seja uma caixa de câmbio de carro, um carretel de vara de pescar ou uma turbina hidrelétrica.

Quais são as transferências

Existem muitas variedades de engrenagens. Eles são classificados de acordo com os seguintes critérios:

• direção da transmissão de movimento - cilíndrica, sem-fim,cônico;
• lado da roda em que os dentes são cortados - engrenagem interna ou externa;
• direção dos dentes - reta, oblíqua, chevron;
• forma dos dentes - engrenagem ciclóide e involuta, engate Novikov.

engrenagem ciclóide

Esta tecnologia foi patenteada em 1931 pelo engenheiro alemão Lorenz Braren. Infelizmente, tem desvantagens significativas.

1. Difícil de fabricar - cada roda é cortada com uma ferramenta de corte de engrenagem separada.
2. Sensibilidade extremamente alta a mudanças na distância do centro. Em outras palavras, este tipo de engate requer a mais alta precisão na produção e instalação e, no caso do menor dano mecânico, ele falha.
3. Dificuldades no reparo devido à f alta de padronização de tais compromissos.

A vantagem desta engrenagem é que a tensão no ponto de contato dos dentes é bastante reduzida devido ao seu formato arredondado, resultando em maior durabilidade das peças.

Como resultado disso, a conexão cicloidal encontrou sua aplicação em um campo bastante restrito da indústria - na fabricação de relógios e outros instrumentos de precisão, alguns tipos de compressores e bombas.

Tipo involuta

Este tipo de desenho de dente foi proposto pelo famoso mecânico e matemático Leonhard Euler em 1760 e é o mais utilizado na indústria.

Em um par de engrenagens, uma parte com um diâmetro menor é geralmente chamada de engrenagem, e uma parte com um diâmetro maior é chamada de roda. NOconexão involuta, os dentes têm um perfil com bordas convexas. É o mesmo para engrenagem e roda. Disso decorre o principal benefício econômico da engrenagem envolvente: baixa complexidade de fabricação de peças, mantendo precisão suficiente e, consequentemente, alta produtividade. Essas rodas não requerem equipamentos complexos para serem fabricadas e sua qualidade é fácil de controlar.

Esta conexão tem outra vantagem indiscutível associada à presença de um fator humano na produção: os dentes involutos são insensíveis a mudanças na distância do centro, se seu encaixe não for interrompido. Simplificando, essas rodas "permitem" algumas imprecisões tanto na fabricação quanto na instalação sem muita perda de desempenho.

Além disso, a engrenagem involuta proporciona às engrenagens uma longa vida útil devido ao fato de que as superfícies dos dentes, que têm formato convexo, rolam umas sobre as outras. Devido a isso, o atrito das superfícies é significativamente reduzido, ou seja, o desgaste das peças é minimizado.

Criação da transmissão Novikov

Às vezes você precisa transmitir um torque muito alto e ao mesmo tempo não ultrapassar um certo tamanho e peso do mecanismo. Sob essas condições, a conexão envolvente pode não ser confiável o suficiente - devido às altas tensões de contato no ponto de contato dos dentes, elas podem falhar rapidamente.

Aqui vem o auxílio do chamado parafuso circularnoivado. Foi desenvolvido em 1954 pelo engenheiro e inventor soviético M. L. Novikov. Ele chegou a essa decisão pesquisando os problemas que surgiram ao projetar máquinas pesadas, mas relativamente lentas, como tratores e tanques.

Esta técnica tem uma grande massa, que requer a transferência do torque apropriado do motor através da transmissão para as rodas ou roletes. Dentes involutos nem sempre estão à altura da tarefa.

Quais são os benefícios de abrir…

Foi criada uma conexão na qual os dentes da engrenagem e da roda são convexos e côncavos, respectivamente. Com isso, conseguiu-se um aumento significativo na superfície de contato dos dentes, pois os dentes da engrenagem e as depressões entre eles na roda possuem raios muito próximos.

Assim, a tensão no ponto de contato foi reduzida. Isso permitiu, dependendo das circunstâncias específicas, reduzir significativamente o tamanho do mecanismo mantendo o valor da potência transmitida, ou, mantendo as dimensões e o peso existentes, aumentar significativamente a carga na conexão sem medo de um colapso precoce.

…e seus defeitos

Em contraste com a conexão involuta, onde duas superfícies convexas se tocam, nas engrenagens Novikov, as partes convexas e côncavas formam um todo quase integral quando conectadas. Devido a isso, o atrito entre os dentes aumenta significativamente, afetando sua durabilidade. Embora no caso de máquinas de baixa velocidade, para as quais inicialmente euma conexão de parafuso circular foi desenvolvida, este fator não é tão importante.

Além disso, esse design, semelhante ao da engrenagem ciclóide, exige muito da qualidade de mão de obra e cuidados de montagem, pois a violação da distância entre os centros pode levar a consequências catastróficas.

Antes de Novikov, inúmeras tentativas já haviam sido feitas para melhorar o design do engajamento, mas só ele conseguiu desenvolver uma tecnologia viável. Após algumas melhorias, foi introduzido em muitas indústrias.

Melhorando a invenção

Existem dois tipos de links Novikov no total:

• com uma linha de toque (pode ser pré-polar e polar);
• com duas linhas de toque (dozapole).

No primeiro tipo, os dentes da engrenagem e da roda têm a mesma curvatura ao longo de todo o contorno. Com uma conexão polar, o perfil da roda motriz é convexo e a roda motriz é côncava. Com pré-polar - vice-versa. Este composto foi desenvolvido diretamente por Mikhail Novikov, que recebeu o Prêmio Lenin por isso.

No entanto, logo ficou claro que a fabricação de engrenagens desse tipo é tecnologicamente bastante difícil. Como as rodas não são iguais, mas têm cortes de dentes diferentes, são necessários dois equipamentos diferentes para fazer um par de rodas, o que não é muito econômico.

Pesquisas nesse sentido já começaram. Seu resultado foi o desenvolvimento da engrenagem dozapoleny, na qual os dentes da roda e da engrenagem são os mesmos,mas têm um contorno convexo mais próximo do topo e um côncavo mais próximo da base, com transição suave entre eles. Isso não só permitiu a unificação da produção de peças, como também foi constatado que tais engrenagens possuem uma capacidade de carga muito maior do que as conexões com uma linha de engate.

Distribuição de novos empreendimentos

Sendo originalmente desenvolvido para equipamentos pesados, incluindo militares, o esquema de engrenagens de Mikhail Novikov começou a se espalhar rapidamente por muitas indústrias. A fábrica de construção de máquinas de Lugansk, na Ucrânia, foi a primeira no território da antiga União Soviética a fabricar produtos usando a nova tecnologia.

outros.

Países estrangeiros também estão ativamente interessados neste desenvolvimento. O Japão está se desenvolvendo para sua implementação na indústria automotiva, e a Inglaterra e os Estados Unidos também não ficam de fora. A invenção de um cientista soviético pode muito bem conquistar o Universo: organizações internacionais estão financiando pesquisas sobre a aplicação do equipamento Novikov em ônibus espaciais, sondas e outros equipamentos.

Esferas de uso da tecnologia de parafuso rotativo

Na maior parte, este desenvolvimento foi implementado nas seguintes áreas:

• engrenagens de tração de vários veículos pesados - trólebus, ônibus, bondes, helicópteros);
• unidades de bombeamento e outros equipamentos da indústria petrolífera;
• máquinas de mineração de carvão;
• caixas de engrenagens de guindastes e guindastes de deslocamento.

Há também rolamentos especiais feitos com engrenagens Novikov que possuem três vezes a capacidade de carga dos rolamentos convencionais.

Produção de engrenagens Novikov e documentos normativos

Foi desenvolvido um equipamento especial para o corte de dentes na fabricação do engate da Novikov - uma fresa. Esta ferramenta tem um custo bastante alto, pois são aplicados altos requisitos à precisão da fabricação de engrenagens. Um pequeno desvio - e aquela harmonia ideal dos contornos de contato, que garante uma alta vida útil da engrenagem e potência transmitida, não será mais observada.

Uma vez que a qualidade dos próprios dentes e dos cortadores para cortá-los estão sujeitos a requisitos particularmente altos, foram desenvolvidos padrões estaduais separados para controlar sua fabricação. Para o próprio noivado Novikov - GOST 17744-72, para ferramentas de corte de engrenagens - GOST 16771-81.

O novo princípio de fabricação de dentes, desenvolvido por M. L. Novikov, foi reconhecido não apenas no território da antiga URSS, mas também em muitos outros países.