Техника - молодёжи 1959-07, страница 14

ВЕДУЩИЕ Ш Е

D Н И

ВЕДОМЫЕ ШЕСТЕРНИ

Три возможных варианта зубчатых пар с «зацеплением Но-гикова».

При длительной работе таких передач на поверхности зубьев происходит усталостное выкрашивание в виде мелких ямок или оспинок — так называемый питтинг, постепенно распространяющийся на всю поверхность зуба.

В эвольвентных передачах касание зубьев происходит по узенькой полоске контакта, по всей длине зуба. Ввиду малых размеров площадки контакта передачи с таким зацеплением могут передавать только ограниченные нагрузки. Кроме того, в процессе зацепления зубья длительное время находятся в соприкосновении, скользя друг по другу, что вызывает сравнительно большие потери на трение.

Еще со времен Г. Герца известно, что для получения большей площадки контакта необходимо увеличивать радиусы кривизны соприкасающихся поверхностей. В эвольвентных передачах этого можно достигнуть только путем увеличения диаметров самих зубчатых колес. Однако увеличение диаметров колес в два раза влечет за собой утяжеление передачи в четыре раза.

Для повышения нагрузочной способности эвольвентных передач пошли по пути применения дорогостоящих легированных сталей, сложной термической и термохимической обработки (цементация, азотизация), значительного повышения точности изготовления, применения шлифования и др. Но постепенно эвольвентное зацепление стало подходить к своему пределу. Достаточно сказать, что в результате многолетней работы многих научно-исследовательских лабораторий как у нас, так и за рубежом удается увеличить нагрузочную способность зубчатых колес всего на 15—20 процентов.

В наше время мощности силовых установок доходят до нескольких десятков и сотен тысяч лошадиных сил. Чтобы передать вращение с высокооборотных газовых и паровых турбин, электромоторов или двигателей внутреннего сгорания на сравнительно малооборотные винты кораблей, самолетов, на колеса тепловозов, электровозов и автомобилей, необходимы новые передачи. Многие ученые всего мира упорно работают над решением этой задачи. Но за границей получить существенных результатов до сих пор не удалось.

Редукторы с «зацеплением Новикова» в 1,5 раза меньше и в 2 раза легче, чем редукторы с эволъвентным зацеплением той же мощности.

рабочих поверхностей зубьев и позволяет учитывать при создании систем зацепления требования прочности, технологии, эксплуатации, обеспечения минимальных потерь и др. Эта теория одинаково

применима для передач с параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися осями.

На основе своей прогрессивной теории М. Л. Новиков разработал новую систему зацепления и довел ее до инженерных методов расчета, экспериментальной проверки и внедрения на ряде заводов. На ее основе им были предложены передачи с новыми круговыми профилями зубцов.

Сущность этих передач проще всего показать на примере цилиндрических колес, приведенном на рисунке.

В отличие от эвольвентных профили зубьев колес в передачах Новикова образованы дугами окружности или близкими к ним плавными кривыми. Одно колесо имеет выпуклые профили, а другое — вогнутые. Во время работы передачи зубья одного колеса перекатываются по зубьям другого по всей их длине. Площадь соприкосновения поверхностей зубьев е этих передачах получается гораздо большей, чем в эвольвентных. Этим и объясняется способность колес нового зацепления выдерживать гораздо большие нагрузки. Такие передачи имеют в два раза меньшие потери энергии на трение. Зубчатые колеса изготовляются на обычном оборудовании, только фрезы должны иметь криволинейные режущие кромки зубьев.

Проведя целую серию экспериментов с новыми передачами, Новиков получал трех- и даже четырехкратное увеличение передаваемой нагрузки по сравнению с эвольвентными передачами при тех же габаритах.

В павильоне «Машиностроение» Всесоюзной выставки достижений народного хозяйства экспонируются редукторы с цилиндрическими колесами

Новый путь для решения этой сложной проблемы теоретической механики нашел советский ученый Михаил Леонтьевич Новиков. Анализ возможных путей устранения неизбежных недостатков плоских систем зацепления (в том числе и эвольвентной) привел его к важному выводу о возможности геометрического деформирования сопряженных поверхностей зубьев как во внутреннюю сторону (в тело), так и во внешнюю, что ранее категорически отрицалось. Однако использование таких деформированных поверхностей в качестве рабочих поверхностей зубьев по теории Оливье — Гохмана оказалось невозможным. Поэтому Новиков сделал второй смелый шаг. Он отказался от использования этой теории и разработал свою, более обобщенную теорию зацепления.

Новая теория зацепления выгодно отличается от прежней. Она дает возможность использовать более обширный класс поверхностей в качестве

Гениальным изобретателем армированного бетона — материала, являющегося основой современной строительной технини, был не инженер, не химик, не архитектор, не геолог, а человек, который не имел никакой связи со строительством, —

$ранцуз Монье 11823—1906), по про-ессии садовник! Это было первое и последнее его изобретение. Не понимая, что это открытие — революция в строительном деле, он, только уступая уговорам друзей, взял в 1861 году патент, который затем продал на-ному-то предприятию.

У себя в теплице он выращивал цветы и продавал их. Цветы обычно выкапываются с корнем и комком земли и пересаживаются в цветочный горшок. И это очень просто. Но когда в горшок надо было посадить пальму, дело оказалось не так просто: у нее очень сильные корни, и под их давлением глиняный горшок лопается. Поэтому Монье пришлось делать для пальм деревянные кадки. Но дерево дорого, работа долгая, кроме того, кадки еще приходилось оковывать металлическими обручами.

И Монье стал искать более дешевый материал.

— Может быть, попробовать цемент? Он крепче глины!

Но и цементный горшок лопнул. Чтобы исправить дело, Монье обтянул его железными обручами. Но такой горшок был очень некрасив. Пришлось залить его еще одним слоем цемента. Так и получился армированный бетон. Позднее Монье делал скелет из толстой проволоки и заключал его в тонкий слой бетона.

Новикова, серийно изготовляемые Луганским машиностроительным заводом имени Пархоменко. Их вес при одинаковой -передаваемой мощности в 2— 2,5 раза меньше, чем вес редукторов с эвольвентным зацеплением. Там же экспонируются серийно выпускаемые редукторы Ростовского машиностроительного завода с цилиндрическими и коническими колесами Новикова. Вес их также уменьшен почти вдвое по сравнению с обычными.

По сведениям научно-исследовательской лаборатории Военно-воздушной инженерной академии имени Жуковского, созданной при кафедре, которой руководил М. Л. Новиков, передачи с его зацеплением в настоящее время уже внедряют сотни крупных предприятий нашей страны. Среди них можно назвать НовоЖраматорский машиностроительный завод, работники которого обязались за счет внедрения передач Новикова сэкономить за семилетку не менее чем полмиллиарда рублей!

Чудесным называют зацепление М. Л. Новикова. При широком внедрении в народное хозяйство только за счет снижения трудоемкости изделий и за счет уменьшения веса в 2—2,5 раза. эти передачи дадут возможность получить в течение семилетки многие миллиарды рублей экономии. А за счет уменьшения в 2 раза потерь на трение такие передачи позволят ежегодно экономить столько энергии, сколько ее вырабатывает Иркутская ГЭС, мощность которой равна 600 тыс.

КВТ.

10