Механическая передача

Министерство  общего и профессионального образования  Свердловской области                                Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования Свердловской области «ЕКАТЕРИНБУРГСКИЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ» 
 
 
 

РЕФЕРАТ

по дисциплине Техническая механика

Тема: Механическая передача «Зацепление Новикова» 
 
 

Выполнил                                                                                         Мирошниченко А.В

Группа                241-м

Преподаватель          С.А. Сандаков 
 
 
 
 

2009

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение                                                                                                                    3

Глава 1            5

Глава 2            7

Глава 3                   13

Заключение                   22

Список литературы                  24

Приложение . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

       Появление в 1954 году «зацепления Новикова» стало существенным событием в отечественном машиностроении. Особенно удачным, с точки зрения контактной прочности, стал дозаполюсный вариант этого зацепления, в котором одновременно присутствует две линии зацепления. При этом (в отличие от дополюсного или заполюсного зацепления) зубья шестерни и колеса можно нарезать одним и тем же инструментом. В зацеплении Новикова реализован первоначально точечный контакт, что уже позволяет повысить допускаемые контактные напряжения примерно на 40%. Кроме того близкие радиусы кривизны взаимодействующих зубьев способствуют тому, что при силовом взаимодействии первоначально точечный контакт преобразуется в контакт по пятну, что также заметно повышает контактную прочность. Таким образом, нагрузочная способность передач с зацеплением Новикова по условию контактной прочности, оказывается по литературным данным и результатам практического использования приблизительно в 1,5-2,0 раза выше, чем у такой же по размеру и материалам эвольвентной косозубой передачи. Хорошая прирабатываемость зацепления Новикова  дополнительно способствует повышению контактной прочности. Следует отметить, что первоначально точечный контакт зубьев заметно снижает чувствительность передачи с зацеплением Новикова к перекосам.

       Зацепление  Новикова далеко не так безупречно: для него характерна меньшая (по сравнению  с эвольвентным зацеплением) прочность зуба на изгиб, большая чувствительность к погрешностям межосевого расстояния, больший шум при работе. Существенные технологические проблемы возникают (при необходимости обеспечить достаточно высокую точность) при изготовлении передач с зубьями, поверхность которых имеет после химико-термической обработки высокую твердость (более 350 НВ).

       

       Передачи  с зацеплением Новикова, несмотря на указанные недостатки, получили в прошлом веке весьма широкое распространение  в приводах различных механизмов, в том числе и на Волгоградском заводе буровой техники в силовых приводах буровых установок для глубокого бурения. Указанные приводы с зацеплением Новикова выпускаются заводом и в настоящее время. Отметим, что для передач с зацеплением Новикова имеются действующие методические рекомендации ВНИИНМАШа и стандарт. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       

       

Глава 1. Основные параметры  зубчатых передач  с зацеплением  М.Л.Новикова.

       С целью повышения несущей способности  зубчатых передач М.Л.Новиков разработал новый способ образования сопряженных поверхностей для различных видов зубчатых передач с параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися осями. До Новикова исходили из того, что в передачах с параллельными осями поверхности зубьев находятся в линейном контакте, а их торцевые профили являются взаимоогибаемыми кривыми. Новиков предложил перейти от линейного контакта поверхностей к точечному. При этом профили зубьев в торцевом сечении могут быть не взаимоогибаемыми кривыми и их можно выполнять как выпуклый и вогнутый профили с малой разностью кривизн. В передаче с параллельными осями линия зацепления является прямой линией параллельной осям колес. Зацепление Новикова имеет только осевое перекрытие: где b - ширина зубчатого венца, p_z - осевой шаг. Поэтому поверхности зубьев выполняются винтовыми (косозубыми) с углом подъема винтовой линии

       Одним из основных параметров зацепления Новикова является расстояние от полюса зацепления Р до точки контакта К, которое определяет положение линии зацепления ( прямой К-К параллельной осям вращения и проходящей через точку контакта К) относительно оси мгновенного относительного вращения Р-Р. Это расстояние выбирается в зависимости от величины передаваемой мощности в пределах .

       Радиусы кривизны рабочих участков профилей рекомендуется выбирать для выпуклой поверхности ^{, для вогнутой поверхности , где = 0.03...0.1.}

       Радиус  окружности вершин колеса с выпуклыми  зубьями: , где = 0.1...0.2.

       Дуги  рабочих профилей выпуклых зубьев проводят от начальной окружности до окружности вершин. Радиус окружности вершин колеса с вогнутыми зубьями , где - глубина захода зубьев.

       Радиус  окружности впадин колеса с выпуклыми  зубьями: , где с - радиальный зазор, приблизительно равный .

       Радиус  окружности впадин колеса с вогнутыми  зубьями: , где - межосевое расстояние в передаче. /таблица 1/.

       Преимущества  зубчатых передач с зацеплением  Новикова:

• повышенная контактная прочность зубьев за счет использования зацепления вогнутого профиля с выпуклым (приведенный радиус кривизны определяется суммой радиусов кривизны профилей);
• перекрытие в передачах Новикова обеспечивается только за счет осевого перекрытия, поэтому высота зубьев может быть достаточно малой, что обеспечивает высокую изгибную прочность зубьев (в целом, по приблизительным оценкам, нагрузочная способность передач Новикова в 2-3 раза выше, чем косозубых эвольвентных передач с одинаковыми размерами);
• точечное зацепление (пятиподвижная кинематическая пара) обеспечивает в передачах с зацеплением Новикова меньшую чувствительность к монтажным погрешностям.

       К недостаткам передач Новикова можно  отнести:

• более сложную технологию изготовления, за счет использования инструмента с профилями криволинейной конфигурации;
• наличие значительных осевых нагрузок на подшипники из-за использования винтовых зубьев с большими углами подъема винтовой линии;
• склонность зубьев винтовых колес к излому у торца при входе в зацепление.

 
 
 
 
 
 

Глава 2. Промышленное использование  зубчатых передач  Новикова в редукторах общемашиностроительного применения.

Сорок шесть лет назад на Ижевском редукторном заводе начались исследования нагрузочной способности зубчатых передач Новикова в редукторах общемашиностроительного применения. Эти исследования поводились ради получения реального экономического эффекта от внедрения передач Новикова в редукторах, выпускаемых заводом, за счет действительно более высокой их нагрузочной способности по сравнению с эвольвентными передачами. Этот эффект стал основным мерилом конкурентоспособности редукторов с зацеплением Новикова, т.к. обеспечивал значительное снижение себестоимости редукторов и, как следствие, снижение в несколько раз их цены по сравнению с зарубежными аналогами.

За период с 1965 по 2005 год зубчатые передачи Новикова были внедрены в четырех поколениях редукторов, созданных и выпускаемых серийно на Ижевском редукторном заводе:

• в редукторах цилиндрических двухступенчатых РЦД-250, РЦЦ-350 и РЦД-400 (1965г.)
• в редукторах цилиндрических двухступенчатых 1Ц2У-250 и трехступенчатых 1ЦЗУ-250 (1984 г.),
• в редукторах цилиндрических трехступенчатых для приводов станков-качалок ЦЗНК-450 и ЦЗНК-500 (1994г.),
• в редукторах цилиндрических трехступенчатых шевронных для приводов станков-качалок ЦЗНШ-450 и ЦЗНШ-600(2004г.).

       Все перечисленные редукторы изготовляются  на заводе и в настоящее время. С1965 по 2005 год заводом выпущено указанных редукторов более 2 млн. штук.

       Остановимся несколько подробнее на внедрении зубчатых передач Новикова в указанных редукторах, выпускаемых Ижевским редукторным заводом.

       

       Основанием  для активного исследования нагрузочной  способности передач Новикова и их внедрения в производство послужило Постановление Совета Министров СССР от 18 Января 1960 года № 53 «О специализации производства нормализованных редукторов», в соответствии с которым на Ижевском редукторном заводе необходимо было организовать производство цилиндрических редукторов с межосевым расстоянием до 250 мм и обеспечить их выпуск до 180 тыс. штук в год.

       Для проектирования и внедрения нормализованных  конструкций редукторов, согласно указанному постановлению, на заводе было создано в 1960 году специальное конструкторско-технологическое бюро редукторостроения (СКТБ) с хорошо оснащенными по тем временам экспериментальным участком и лабораторией по изготовлению и испытанию

зубчатых  передач и редукторов.

       С того времени в СКТБ начали проводиться  опытно-конструкторские работы по разработке первой очереди нормализованных редукторов цилиндрических двухступенчатых серии РЦД и поиск лучшего варианта зубчатого зацепления для них путем сравнительных испытаний опытных образцов редукторов РЦЦ-350, изготовленных экспериментальным участком СКТБ, с зубчатыми передачами с эвольвентным зацеплением и зацеплением Новикова с различными исходными контурами и с различной термической обработкой валов-шестерен и колес.

       По  результатам этих испытаний были сделаны следующие основные выводы.

       Зубчатые  передачи с заполюсным зацеплением  Новикова (ОЛЗ) с исходным контуром по временной общесоюзной нормали с термообработкой валов-шестерен «улучшение» с твердостью зубьев НВ270.. .300 и колес НВ230.. .260 передают нагрузки при непрерывном режиме работы в 1,5 раза, а с дозаполюсным зацеплением Новикова (ДЛЗ) с исходным контуром «Урал-2Н» - в 2,0 раза большие, чем аналогичные зубчатые передачи с эвольвентным зацеплением.

       Зубчатые  передачи Новикова (ДЛЗ) с исходным контуром «Урал-2Н» с термообработкой  валов-шестерен «улучшение» с твердостью зубьев НВ270.. .300 и с термообработкой  колес «нормализация» с твердостью зубьев НВ180.. .210 при непрерывном  режиме работы передают нагрузки, равные нагрузкам аналогичных по конструкции  эвольвентных передач с термообработкой  валов-шестерен «улучшение» с твердостью зубьев НВ270.. .300 и колес с твердостью зубьевНВ230...260.

       

Из приведенных  результатов испытаний, а их было проведено не один десяток, видно, что  лучшим вариантом зубчатых передач  для редукторов РЦД является вариант зубчатых передач Новикова (ДЛЗ) с исходным контуром «Урал-2Н» с термоулучшенными вал-шестернями с твердостью зубьев НВ270.. .300 и колесами с твердостью зубьев НВ230.. .260, который позволяет увеличить нагрузочную способность редукторов в 2 раза по сравнению с применением эвольвентных передач тех же параметров.

       Поэтому на заводе было принято решение внедрить в редукторах РЦД зубчатые передачи Новикова с исходным контуром «Урал-2Н» с нормализованными колесами с твердостью зубьев НВ180.. .210 и с вал-шестернями с твердостью зубьев НВ270...300.