Équipement Novikov : GOST, conception, application

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

De nombreux mécanismes mobiles sont conçus de telle manière que le transfert d'énergie directement du dispositif d'entraînement à l'organe exécutif est impossible. Dans certaines situations, le moteur et le dispositif entraîné sont structurellement très espacés et décalés l'un de l'autre. Dans d'autres cas, l'énergie doit d'abord être convertie: réduire ou augmenter le régime moteur, changer le sens de rotation, ou transformer le mouvement de rotation en translation.

Ensuite, des mécanismes intermédiaires sont nécessaires pour transférer ou transformer cette énergie. L'un des principaux éléments utilisés à cette fin sont les roues dentées. Ils sont utilisés partout où une transmission de puissance importante est requise tout en conservant un appareil compact et une longue durée de vie - qu'il s'agisse d'une boîte de vitesses de voiture, d'un moulinet de canne à pêche ou d'une turbine hydroélectrique.

Quels sont les transferts

Il existe de nombreuses variétés d'engrenages. Ils sont classés selon les critères suivants:

• sens de transmission du mouvement - cylindrique, vis sans fin,conique;
• côté de la roue sur lequel les dents sont taillées - denture interne ou externe;
• direction des dents - droite, oblique, chevron;
• forme des dents - engrenage cycloïde et développante, engagement de Novikov.

Engrenage cycloïde

Cette technologie a été brevetée en 1931 par l'ingénieur allemand Lorenz Braren. Malheureusement, il présente des inconvénients importants.

1. Difficile à fabriquer - chaque roue est coupée avec un outil de taillage séparé.
2. Extrèmement haute sensibilité aux changements d'entraxe. En d'autres termes, ce type d'engagement nécessite la plus grande précision dans la production et l'installation, et au moindre dommage mécanique, il échoue.
3. Difficultés de réparation dues au manque de standardisation de ces engagements.

L'avantage de cet engrenage est que la contrainte au point de contact des dents est considérablement réduite en raison de leur forme arrondie, ce qui entraîne une plus grande durabilité des pièces.

En conséquence, la connexion cycloïdale a trouvé son application dans un domaine industriel plutôt étroit - dans la fabrication de montres et d'autres instruments de précision, de certains types de compresseurs et de pompes.

Type de développante

Ce type de conception de dent a été proposé par le célèbre mécanicien et mathématicien Leonhard Euler en 1760 et est le plus largement utilisé dans l'industrie.

Dans une paire d'engrenages, une pièce avec un diamètre plus petit est généralement appelée un engrenage, et une pièce avec un grand diamètre est appelée une roue. Àconnexion en développante, les dents ont un profil à bords convexes. C'est la même chose pour l'engrenage et la roue. De là découle le principal avantage économique de l'engrenage à développante: une faible complexité de fabrication des pièces tout en conservant une précision suffisante et, par conséquent, une productivité élevée. Ces roues ne nécessitent pas d'équipements complexes à fabriquer et leur qualité est facile à contrôler.

Cette liaison a un autre avantage incontestable lié à la présence d'un facteur humain dans la production: les dents à développante sont insensibles aux changements d'entraxe, si leur engagement n'est pas interrompu. En termes simples, ces roues "permettent" certaines imprécisions à la fois dans la fabrication et l'installation sans grande perte de performances.

De plus, les engrenages à développante offrent aux engrenages une longue durée de vie en raison du fait que les surfaces des dents, qui ont une forme convexe, roulent les unes sur les autres. De ce fait, le frottement des surfaces est considérablement réduit, c'est-à-dire que l'usure des pièces est minimisée.

Création de la transmission Novikov

Parfois, vous devez transmettre un couple très élevé et en même temps ne pas dépasser une certaine taille et un certain poids du mécanisme. Dans ces conditions, la connexion en développante peut ne pas être suffisamment fiable - en raison des contraintes de contact élevées au point de contact des dents, elles peuvent rapidement échouer.

Voici à l'aide de la soi-disant vis circulaireengagement. Il a été développé en 1954 par l'ingénieur et inventeur soviétique M. L. Novikov. Il en est venu à cette décision en recherchant les problèmes qui se posaient lors de la conception de machines lourdes mais relativement lentes telles que les tracteurs et les chars.

Cette technique a une masse importante, ce qui nécessite le transfert du couple approprié du moteur via la transmission aux roues ou aux galets de roulement. Les dents en développante ne sont pas toujours à la hauteur de la tâche.

Quels sont les avantages d'ouvrir…

Une connexion a été créée dans laquelle les dents de l'engrenage et de la roue sont respectivement convexes et concaves. De ce fait, une augmentation significative de la surface de contact des dents a été obtenue, car les dents de l'engrenage et les dépressions entre elles au niveau de la roue ont des rayons très proches.

Ainsi, la tension au point de contact a été réduite. Cela permettait, selon les cas, soit de réduire significativement l'encombrement du mécanisme tout en conservant la valeur de la puissance transmise, soit, tout en conservant les dimensions et le poids existants, d'augmenter significativement la charge sur la liaison sans crainte de une panne précoce.

…et ses défauts

Contrairement à la connexion en développante, où deux surfaces convexes se touchent, dans les engrenages Novikov, les parties convexes et concaves forment un tout presque intégral lorsqu'elles sont connectées. De ce fait, le frottement entre les dents augmente considérablement, affectant leur durabilité. Bien que dans le cas des machines à basse vitesse, pour lesquelles initialement etune connexion à vis circulaire a été développée, ce facteur n'est pas si important.

De plus, cette conception, similaire à l'engrenage cycloïde, impose des exigences élevées en matière de qualité de fabrication et de soin de l'assemblage, car la violation de l'entraxe peut avoir des conséquences catastrophiques.

Avant Novikov, de nombreuses tentatives avaient déjà été faites pour améliorer la conception de l'engagement, mais lui seul a réussi à développer une technologie viable. Après quelques améliorations, il a été introduit dans de nombreuses industries.

Améliorer l'invention

Il existe deux types de liens Novikov au total:

• avec une ligne tactile (peut être prépolaire et polaire);
• avec deux lignes de touche (dozapole).

Dans le premier type, les dents de l'engrenage et de la roue ont la même courbure sur tout le contour. Avec une connexion polaire, le profil de la roue motrice est rendu convexe et la roue menée est concave. Avec prépolaire - vice versa. Ce composé a été directement développé par Mikhail Novikov, qui a reçu le prix Lénine pour cela.

Cependant, il est vite devenu clair que la fabrication d'engrenages de ce type est technologiquement assez difficile. Comme les roues ne sont pas les mêmes, mais ont des dents différentes, il faut deux équipements différents pour fabriquer une paire de roues, ce qui n'est pas très économique.

Les recherches dans ce sens ont commencé. Leur résultat a été le développement de l'engrenage dozapoleny, dans lequel les dents de la roue et de l'engrenage sont les mêmes,mais ils ont un contour convexe plus près du sommet et un concave plus près de la base, avec une transition en douceur entre eux. Cela a non seulement permis l'unification de la production de pièces, mais il a également été découvert que ces engrenages ont une capacité de charge beaucoup plus grande que les connexions avec une seule ligne d'engagement.

Distribution de nouveaux développements

Développé à l'origine pour les équipements lourds, y compris militaires, le schéma d'engrenage de Mikhail Novikov a commencé à se répandre rapidement dans de nombreuses industries. L'usine de construction de machines de Lugansk en Ukraine a été la première sur le territoire de l'ex-Union soviétique à fabriquer des produits utilisant la nouvelle technologie.

autres.

Les pays étrangers sont également activement intéressés par ce développement. Le Japon se développe pour son implantation dans l'industrie automobile, et l'Angleterre et les États-Unis ne sont pas non plus en reste. L'invention d'un scientifique soviétique pourrait bien partir à la conquête de l'Univers: des organisations internationales financent des recherches sur l'application de l'engin Novikov dans des navettes spatiales, des sondes et d'autres équipements.

Sphères d'utilisation de la technologie à vis rotative

Pour l'essentiel, ce développement a été mis en œuvre dans les domaines suivants:

• engrenages de traction de divers véhicules lourds - trolleybus, bus, tramways, hélicoptères);
• unités de pompage et autres équipements de l'industrie pétrolière;
• machines d'extraction de charbon;
• boîtes de vitesses pour palans et ponts roulants.

Il existe également des roulements spéciaux fabriqués à l'aide d'engrenages Novikov qui ont trois fois la capacité de charge des roulements conventionnels.

Production des engrenages Novikov et des documents réglementaires

Un équipement spécial a été développé pour couper les dents lors de la fabrication de l'engagement de Novikov - une fraise. Cet outil a un coût assez élevé, car des exigences élevées sont appliquées à la précision de la fabrication des engrenages. Une légère déviation - et cette harmonie idéale des contours de contact, qui assure une durée de vie élevée des engrenages et une puissance transmise, ne sera plus observée.

Étant donné que la qualité des dents elles-mêmes et des fraises pour les tailler est soumise à des exigences particulièrement élevées, des normes nationales distinctes ont été élaborées pour contrôler leur fabrication. Pour l'engagement Novikov lui-même - GOST 17744-72, pour les outils de taillage - GOST 16771-81.

Le nouveau principe de fabrication des dents, développé par M. L. Novikov, a été reconnu non seulement sur le territoire de l'ex-URSS, mais aussi dans de nombreux autres pays.