Передача с зацеплением Новикова

В 1954 г М.Л. Новиковым было разработано зубчатое зацепление с круговыми профилями зубьев. Обладая рядом положительных качеств и в первую очередь повышенной нагрузочной способностью, передачи Новикова получили широкое распространение.

Особенности передачи

В таких передачах первоначальный линейный контакт заменен точечными, превращающимися под нагрузкой, в контакт зубьев по поверхности. Простейшими профилями, обеспечивающими такой контакт, являются профили, очерченные по дуге окружности или близкой к ней кривой.

Рисунок 1 - Зацепление прямозубой передачи с эвольвентными зубьями

Для сохранения непрерывности зацепления передачи Новикова выполняют косозубыми с >1.

Применяют два варианта цилиндрических передач Новикова с внешним зацеплением:

1. Заполюсные (или дополюсные) передачи с одной линией зацепления (ОЛЗ). У заполюсного зацепления выпуклый профиль зубьев ведущего колеса и вогнутый – у ведомого, у дополюсного – наоборот.

Рисунок 2 - Заполюсное зацепление

2. Дозаполюсные передачи с двумя линиями зацепления (ДЛЗ). В этом случае в одной передаче объединены две: как у зубьев шестерни, так и у зубьев колеса профили головок выпуклые, а ножек – вогнутые.

Рисунок 3 - Дозаполюсное зацепление

Отличия дозаполюсной передачи от заполюсной:

1.При одинаковых габаритах и материалах дозаполюсная передача обладает большей несущей способностью, как по контактной, так и по изгибной прочности.

2. Меньшая диспропорция между контактной и изломной прочностью.

3. Более надежно работает при переменных нагрузках.

4. При увеличении твердости рабочих поверхности зубьев несущая способность по контактной долговечности может быть повышена, не будучи лимитирована относительно низкой прочностью зубьев на изгиб.

5. Менее подвержена абразивному износу.

Оценка передачи

Основное достоинство – повышенная нагрузочная способность по контактной прочности.

Сочетание характерных боковых поверхностей зубьев с взаимно-перпендикулярным расположением контактной линии и вектора скорости их перемещения вдоль зуба создает благоприятные условия для образования клинового зазора и возникновения устойчивого масляного слоя, следовательно, снижается трение, а КПД растет.

Недостатки: повышенная чувствительность к изменению межосевого расстояния; сравнительно сложный исходный контур инструмента; некоторое снижение изломной прочности; повышенная температура в зоне контакта и склонность к заеданию.

Основные геометрические параметры

Колеса передачи Новикова нарезают обычно без смещения:

- для дозаполюсного зацепления . β=10…22⁰, =0,9, =0,15.

Расчет на прочность

Условия контакта зубьев в передачах Новикова существенно отклоняются от условий контакта по Герцу (малая разность и , большие и ). Размеры площадок контакта здесь соизмеримы с размерами зубьев, а контактные напряжения приближаются к напряжениям смятия. Поэтому расчет по контактным напряжениям, определяемым зависимостями Герца, применяют условно.

Определение удельной нагрузки q и приведенного радиуса кривизны р_пр очень сложно.

Основные расчетные зависимости для цилиндрических передач дозаполюсного зацепления:

По контактным напряжениям:

;

По напряжениям изгиба:

,

где , , , , u, , _, m_n, , β, [σ_н], [σ_F] - то же, что и для эвальвентных передач; – ближайшее целое число в значении ; , – коэффициенты, зависящие от β; Ψ – коэффициент, зависящий от ∆ = - ; Y_F – коэффициент формы зуба, определяемый в зависимости от эквивалентного числа зубьев z_v=z/cos³β.

В отличие от эвальвентных передач контактная прочность передач с зацеплением Новикова зависит от числа зубьев z или при постоянном d от модуля m.

Контрольные вопросы: 1. Какие различают виды зубчатых передач и и их применение? 2. Основные достоинства зубчатых передач по срав­нению с другими передачами? 3. Виды зубьев и их применение? 4. Что такое модуль зацепления? Какие модули различают для косых, шевронных и криволинейных зубьев? 5. Как определяют начальный и делительный диаметры зубчатого колеса? 6. Как вычисляют диаметры вершин и впадин зубьев? 7. Как определяют делительные диаметры зубчатых колес с косы­ми, шевронными и криволинейными зубьями? 8. Что такое коэффициент пере­крытия и каково его минимальное значение? 9. Какое минимальное число зубьев допускается для колес различных видов зубчатых передач? 10. Что представляет собой передача со смещением и для чего ее применяют? 11. Что такое коэффи­циент смещения? 12. Какие различают виды передач со смещением и как они осуществляются? 13. Где применяют эти передачи? 14. Какое максимальное пе­редаточное число допускается для одной пары различных видов зубчатых пере­дач? 15. Какие потери имеют место в зубчатой передаче и чему равен ее КПД? 16. Как определяют силы давления на валы со стороны колес в различных ви­дах зубчатых передач? 17. Из какого материала изготовляют зубчатые колеса и их зубья? 18. Какие виды термической и химико-термической обработки зубь­ев применяют для их упрочнения? 19. Какие различают зубчатые колеса по конструкции? 20. Какие спицы по форме поперечного сечения применяют в зуб­чатых колесах? 21. Как определяют размеры обода, ступицы и спиц зубчатого колеса? 22. Какие степени точности изготовления зубчатых передач имеют преимущественное распространение и какие из них применяют в передачах об­щего машиностроения? 23. По каким причинам зубчатые передачи выходят из строя и соответственно по каким напряжениям производят расчет их зубьев на прочность? 24. Какие поправочные коэффициенты вводят в формулы расчета зубьев на контактную прочность и на изгиб? Каково значение этих коэффициен­тов и как их определяют? 25. Как производится расчет зубьев на изгиб? на кон­тактную прочность? 26. По какому модулю зацепления производится расчет на прочность зубьев конических зубчатых колес? 27. По какому зубчатому колесу производится расчет зубьев на контактную прочность и по какому на изгиб? 28. Как устроены планетарные зубчатые передачи? Каковы их достоинства и где их применяют? 29. Что представляет собой волновая зубчатая передача и каки­ми достоинствами она обладает? 30. Что представляет собой зацепление Нови­кова? Каковы достоинства и недостатки его и где его применяют? 31. В чем за­ключается расчет на прочность зубьев с зацеплением Новикова? 32. Что такое зубчатый редуктор и мультипликатор? 33. Какие различают виды зубчатых редукто­ров по числу пар передачи, по форме колес, по форме зубьев и по расположе­нию валов? 34. Какие основные параметры цилиндрических и конических зубча­тых передач редуктора общего назначения нормализованы ГОСТами? 35. Как осуществляют смазку зубчатых колес? 36. Как производят расчет зубчатых редукторов на отвод теплоты?