Передача кузовкова із двома лініями зачеплення (длз) з підвищеною надійністю й властивістю, що демпфірує, змушених коливальних процесів у турбозубчатих установках кораблів вмф

1. Швидкохідна шевронна передача Новикова із двома лініями зачеплення, що складається із ведучого та веденого зубчастих коліс із розташованими на них опукло-вгнутими круговими зубами, які перебувають між собою у внутрішньому зачепленні, зі зменшеним бічним зазором у зубах, яка відрізняється тим, що має підвищений кут нахилу зубів b =42°25'36", при якому точки контакту, що 3 40607 4 Зуб ДЛЗ-1,0-0,15 має знижену висоту (жорстFr , g1 = f (VS ) , де VS - сумарніжки FH, тобто g1 = ку), що має немаловажне значення для поліпшенFн ня експлуатаційної характеристики як приводу, так на окружна швидкість передачі. і машинної установки; торцева точка 4 лінії контакДані, отримані при випробуваннях передач на ту на голівці зуба; торцева точка 5 лінії контакту на роликових моделях, представлені кривою 1. ніжці; відстань торцевих точок контакту від ДП Із аналізу кривої виходить: з ростом швидкості hk=0,50m; кут тиску в номінальній точці контакту К0 граничні навантаження для голівок і ніжок зблиa п=30°. жаються, причому при високих швидкостях голівки Тривалі експериментальні випробування можуть нести навантаження в 1,5 рази більшу, ніж швидкохідних турбінних (шевронних) передач муніжки. льтиплікаторів з окружною швидкістю V0 = 80Однак, для реальних зубчастих коліс це спів90м/сек. (Фіг.4) показали, що динамічні характеривідношення буде меншим. При інтенсивному руйстики передач (вібрація, шум) у значній мірі заленуванні ніжок, що є принциповим недоліком евожать від відстані q між точками контакту в осьовольвентних передач, частина контактної лінії му напрямку (на лініях зачеплення), що виключається із зачеплення, що приводить до пезнаходяться на голівці й ніжці зуба, Фіг.2. ревантаження голівок. Крім того, при руйнуванні Краща динамічна характеристика в передачі, у ніжок евольвентних зубів через перекручування якої ці відстані q21і q22 дорівнюють 0,5Рх, Рх профілю виникають динамічні навантаження, які осьовий шаг. також перевантажують голівки. Крива 2 побудоваАле для забезпечення q21 = q22 = 0,5Px необна на основі випробувань передач. Відношення хідно підвищити кут нахилу зубів b (який у відомій несучої здатності голівок і ніжок виявилося значно евольвентній передачі знаходиться в межах b = нижче значення, яке було отримано при випробуванні роликів. 30-32°) до значення b =42°25'36", і це є істотним При швидкості VS =70м/сек воно дорівнює відмінним елементом у заявленій передачі. Пояснення дане на Фіг.5 (а, б) g =1,15 замість 1,5. На Фіг.5-а показані в торцевій площині в норУ зв'язку із цим авторитетні фахівці у своїй ромальному перетині два зуби передачі з вихідним боті [Пиж О.А., Гаркаві Л.М. та ін. «Редуктори судконтуром ДЛЗ-1,0-0,15 з кутом нахилу зубів нових турбоагрегатів»] зробили висновок: «По цій b =42°25'36". причині, а також через малість величини g , застоНа зубі 1: точка 1¢ - точка контакту на голівці; сування перепаду твердості в евольвентних перет.1" - точка контакту на ніжці. дачах недоцільно». На зубі 2: точка 2¢ - точка контакту на голівці; Метою корисної моделі є створення іншої пет.2" - точка контакту на ніжці. редачі, замість евольвентної, в якій були б відсутні На Фіг.5-б наведене поле зачеплення в межах принципові недоліки евольвентної передачі, тобто ширини вінця колеса передачі, яка має більш високу контактну витриb = R x + DRx , валість й кращі динамічні характеристики (зниженде Рх - осьовий шаг, ні вібрації й шум). D Рх - дробова частина осьового шагу. В якості такої передачі прийнята передача Новикова із просторовим зачепленням із двома ліні1¢1¢ - контактна лінія на голівці зуба 1, по якому ями зачеплення (одна - на голівці зуба, інша - на переміщається точка 1¢ уздовж довжини зуба (від ніжці), що має первісний точковий контакт у взаєторця до торця). модіючих зубах, при цьому точки контакту переміL" - лінія зачеплення крапок взаємодіючих зущаються при обертанні коліс уздовж зубів (від тобів, розташована до полюсної лінії РР¢ рця до торця) з високою швидкістю кочення, а під L"L" - лінія зачеплення, розташована за полюнавантаженням точки контакту переходять у плосною лінією РР' щадки контакту зі значно більшою площею, ніж в 1"1" - контактна лінія на ніжці зуба 1, по якому евольвентних передачах (Фіг.2). переміщається точка 1" уздовж довжини зуба (від При чому поздовжні радіуси кривизни в зачепторця до торця) ленні коліс в кілька разів більше, ніж в евольвент2'2' - контактна лінія на голівці зуба 2, по якому них передачах. переміщається точка 2' уздовж довжини зуба (від Сутність зазначеного варіанта передачі предторця до торця) ставлені [Павленко А.В., Федякин Р.В., Часників 2"2" - контактна лінія на ніжці зуба 2, по якому В.А. «Зубчасті передачі із зачепленням Новикова», переміщається точка 2" Київ: Техніка, 1978 р. стор. 35, 54]. На фіг.5б видно, що при куті нахилу зубів На Фіг.3 представлена зазначена передача b =42°25'36" відстані між сусідніми точками зачепНовикова (прототип) ДЛЗ-1,0-0,15 із двома лініями лення зубів, що чергуються, дорівнюють половині зачеплення. Передача має опуклу голівку зуба 1 з осьового шагу, тобто q21 = q22 =0,5Px. радіусом ra =1m (m-модуль), ДП - тривала пряма, При цьому, як відзначено в книзі [Павленко А.В., Федякін Р.В.. Часників В.А. «Зубчасті передащо розділяє голівку й ніжку зуба; увігнуту ніжку чі із зачепленням Новикова», стор. 24-25] забезпезуба 2 з радіусом r f=1,15m, різниця радіусів r fчується: r a » 0,15m; голівка й ніжка зуба зрушені щодо лінії 1. Можливість проектування зубчастого колеса симетрії 3 на величину f=0,1m; висота голівки від з найменшою шириною колеса тривалої прямої ha=0,75m; висота ніжки hf =0,9m; загальна висота зуба h=ha +hf= 0,75m+0,9m=1,65m. 5 40607 6 2. При використанні дозаполюсних передач із Новикова ДЛЗ із твердістю робочих поверхонь q21= q22 =0,5Рх різко підвищується зламна міцність зубів не менш 35 HRCэ, що працюють із окружною зубів. швидкістю до 20м/сек. При цьому зуб ДЛЗ-1,0-0,15 наближається до Цей стандарт відноситься до передач загальрівноміцного по контактній та зламній міцності, що ного машинобудування, які виготовляються з неважливо у випадку його застосування в спеціальвисоким ступенем точності (7-а - 8-а за ДСТ 1643), них приводах (суднобудування, авіація й ін.) для яких ніяких вимог (обмежень) по вібрації й Крім того, у подальшій роботі автора по експешуму не пред'являються. Виходячи із цього, перериментальних випробуваннях шевронних швидкодачі з вихідним контуром КС (ДСТ 30224-96) махідних передач на промислових установках покають підвищений бічний зазор у зубах j=0,5m. зали, що даний варіант має значно кращі До потужних високошвидкісних передач, у тодинамічні якості в порівнянні з високоточними евому числі турбінних (шевронних), що працюють з львентними передачами. окружними швидкостями до 100м/сек. й вище в Недоліком передачі Новикова з вихідним конспеціальному машинобудуванні (ВМФ, авіа, вертуром ДЛЗ-1,0-0,15 є те, що при існуючих зрушентольотобудування та ін.), пред'являються особлинях бічних поверхонь ніжки й голівки зубів, які ставо високі вимоги до зниження рівня вібрації й шуновлять у сумі S f=4f =0,4m, у перехідній зоні 10 му. Для евольвентних передач ця умова досягається тим, що вони виготовляються з макголівки й ніжки при високих навантаженнях на зуби симально можливою точністю (4-а - 5-а ДСТ 1643), виникає підвищена концентрація контактних намінімальними бічними зазорами в зубах та іншими пруг, які приводять до зминання виступаючих крайок на ніжках зубів і зрушенню, що значно знижує шляхами. Вартість їхнього виготовлення дуже витермін служби передач. сока. Для передач застосовуються високолеговані Для усунення концентратора напруги необхіддорогі сталі. но було знайти оптимальну величину відносного В патенті автора №20019 у передачі Новикова зрушення бічних поверхонь зубів. Найбільш блиДЛЗ на базі зміни відповідних параметрів вихіднозькою по технічній сутності запропонованого ріго контуру КС (ДСТ 30224-96) при модулі m=5мм досягнутий максимально можливий бічний зазор у шення є передача Новикова ДЛЗ, представлена в зубах j=0,05MM замість j=0,5мм у передач із вихідроботі [Короткий В.И., Харитонов Ю.Д. «Зубчаста ним контуром КС (ДСТ 30224-96), що широко запередача Новикова». Ростов-на-Дону, виданий Ростовським університетом, 1991 p., стор.21; Пастосовуються в загальному машинобудуванні. тент США №5022280 від 01.12.1990 р. «Зубчаста Передачі успішно пройшли тривалі промислові передача Новикова». Керівний документ по станвипробування у французьких повітродувках ДНХдартизації. Вихідний контур КС РД 2-Н 24-11-88 110. При цьому передачі були виготовлені з невиУДК 658.511.1.621.833.052(083.74) НПО «НДІ Ресоким ступенем точності (не вище 6-ої ДСТ 1643) і зі звичайних машиновиробних сталей 40Х, 40ХН із дуктор», 1989 p.] твердістю зубів до НВ≤350. Вихідний контур передачі називається КС по Термін служби нових передач виявився в чоРД2 Н 24-11-88 складається із ведучого та веденого зубчастих коліс із розташованими на них опуктири рази вище фірмових евольвентних. Вартість ло-вгнутими круговими зубами, які знаходять між їхнього виготовлення у два рази нижче евольвентсобою у внутрішньому зачепленні, в яких усунутий них. бічний виступ у перехідній зоні зубів і замінений Відмінним елементом шевронної (косозубої) плавними круговими поверхнями на голівці й ніжці передачі із зачепленням Новикова ДЛЗ, що складається з ведучого колеса 1 та швидкохідної шесз радіусами кривизни: тірні 2 (Фіг.4) є те, що колесо має твердість зубів у - головки зуба r а = 1,38m (m - модуль), центр межах НВ≤350, а швидкохідна шестірня азотована, окружності якого зміщений від осі симетрії зуба на термооброблена, має твердість НВ » 600, перепад величину l а = 0,64m, а від ділильній прямій (ДП) твердості становить » 300. на величину xа=0,2m; У процесі виготовлення швидкохідної шестірні - ніжки зуба r f = 1,66m із центром окружності, встановлене наступне. Зуби шестірні, що мають розташованому від осі симетрії западини на відзнижену висоту вихідних контурів ДЛЗ-1,0-0,15, КС стані l f = 0,81936m, а від ділильній прямій (ДСТ 30224-96) у межах h=(1,65-1,9)m при азотуxf=0,36060m; ванні й термообробці практично не втрачають - опуклої ділянки r а' перехідний околополюссвою форму й мають потребу в подальшому довеною кривою, що є дугою окружності, центр якої денні. розташований на ділильній прямій, що відстоїть Тривалі промислові випробування головного від осі симетрії на величину l а'=0,14498m; зразка шевронної передачі з вихідним контуром ДЛЗ-1,0-0,15 успішно проведені в корпусі мульти- увігнутої ділянки r р перехідний околополюсплікатора турбокомпресора. ною кривою, що є дугою окружності r р= 0,85m, Дані установки й мультиплікатора: центр якої зміщений від осі симетрії западини на 1. Передана потужність N=1500кВт l р=0,05083m, а від ділильної прямої на хр = 2. Число оборотів ведучого колеса 0,312363m. n1=3000об/хв.. На основі вихідного контуру КС Міждержавна 3. Число оборотів веденої шестірні рада по стандартизації, метрології й сертифікації n2=11230об/хв.. протоколом №9 МГС від 12 квітня 1996р. видав 4. Окружна швидкість у зачепленні зубів ДСТ 30224-96 на вихідний контур для передач V0=80м/сек.. 7 40607 8 Військово-повітряної інженерної Академії ім. Жу5. Кут нахилу зубів b =42°25'36" ковського (додається). 6. Вихідний контур ДЛЗ-1,0-0,15 Подальший розвиток даної роботи на держав7. Міжцентрова відстань aw=320MM ному й міждержавному рівні підлягає здійсненню Про новизну й ефективність головного зразка на основі підготовленого плану НІР-2008 після передачі з підвищеним перепадом твердості, що реєстрації заявки на патент України. становить » 300, був наданий висновок учених 9 Комп’ютерна верстка М. Мацело 40607 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601