GRNTI 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
An external geared engagement is proposed, in which a positive gear ratio, i.e. gear and wheel rotate in one direction. The development of transmission from theoretical studies to implementation in car differentials is shown. The new differential has a high blocking ratio (up to 8), which will increase the patency of cars on difficult-to-reach road sections. It is simple in design and has small dimensions. Transmission can be used in gearboxes and gearboxes where rotation reversal is required.
gear ratio, gear transmission, external gearing of wheels, one-sided rotation of wheels.
Наиболее распространенными типами передач в современном машиностроении являются зубчатые, которые выполняют одну и ту же функцию в разных машинах и устройствах. Они используются как для изменения частоты вращения и крутящего момента, так и для преобразования вращательного движения в поступательное.
В зависимости от относительного расположения геометрических осей ведущего и ведомого валов различают зубчатые передачи с цилиндрическими колесами, применяемые при параллельных осях валов, которые будут рассмотрены в данной статье. Цилиндрические колеса могут быть с внешним и с внутренним зацеплением. По расположению зубьев относительно образующей колеса различают прямозубые, косозубые и шевронные зубчатые колеса.
В зубчатых передачах при внешнем зацеплении получается отрицательное передаточное отношение, так как шестерня и колесо вращаются в разных направлениях, а при внутреннем зацеплении- положительное передаточное отношение, шестерня и колесо вращаются в одном направлении [1, 2].
Чтобы передать вращение в одном направлении от одного вала, расположенному параллельно другому валу, используют передачи с гибким рабочим органом: ременные или цепные. Однако эти передачи могут не удовлетворять потребителя из-за больших габаритов.
Передать вращение возможно и с помощью зубчатой передачи с внутренним зацеплением, но это ограничено передаточным числом, габаритами и сложностью изготовления и монтажа. Если использовать для этой цели передачу с внешним зацеплением, то необходимо вводить дополнительно промежуточное зубчатое колесо (паразитное), что опять же приводит к большим габаритным размерам и снижению КПД.
Напрашивается мысль, нельзя ли «невозможное сделать возможным», т.е. зубчатую передачу внешнего зацепления сделать с положительным передаточным отношением, где бы валы вращались в одном направлении?
В полной мере это удалось осуществить гениальному ученому в области теории механизмов и машин Борису Владимировичу Шитикову (1905-1982гг.), который фундаментально раскрыл и дополнил науку о зубчатых передачах в двух направлениях.
Первое - улучшение существующих зубчатых передач. В этом направлении под его руководством исследовались следующие темы: Ю.С. Маркин (прямозубые цилиндрические колеса – кандидатская и докторская диссертации), Г.А. Матвеев (гиперболические колеса – кандидатская), А.Б. Шитиков (плоскоколесные червячные передачи – кандидатская), Ю.В. Коровин (глобоидные передачи – кандидатская) [3].
Второе направление – исследование совершенно нового вида зубчатых колес, которые до этого не были известны ни у нас в стране, ни за рубежом, в литературе не описаны и, естественно, не были изготовлены ни в моделях, ни в натурных образцах. Ниже в краткой форме изложены основные сведения по этому направлению исследования.
Анализ и обсуждение результатов результатов. В результате поиска решений по увеличению нагрузочной способности винтовой цилиндрической передачи Борисом Владимировичем было предложено совершенно новое зубчатое зацепление, у которого геометрические оси колес параллельны, зацепление внешнее, зубья расположены по винтовым линиям (рисунок 1).
У предлагаемого зацепления боковая поверхность зуба одного колеса образована винтовым движением участка винтовой линии
вершины зуба другого колеса. Такая форма зацепления дает возможность в косозубой передаче с параллельными валами получить при внешнем зацеплении положительное передаточное отношение, т.е. передать вращение в том же направлении без промежуточного колеса. У обоих колес зубья имеют одинаковое направление наклона.
1. Kozlovskiy M.Z., Evgrafov A.N. and others. Teoriya mekhanizmov i mashin. [The theory of mechanisms and machines]. M.: “Akademiya”, 2014. P. 560.
2. Korovin Yu.V. Teoriya mekhanizmov i mashin. [Theory of mechanisms and machines]. - Kazan: Izdatelstvo Fen, 2003. P. 396.
3. Mudrov A.G., Yarullin M.G. Issledovaniya uchenykh-mekhanikov Kazani i selkhozakademii. [Studies of mechanical scientists of Kazan and Agricultural Academy]. Kazan, Izd-vo “Foliant”, 2002. P. 88.
4. Avt. sv. №163857 SSSR, MPK F 06h. B.V.Shitikov, N.A.Bayazitov. (Author’s St. № 163857 USSR, the IPC F 06h. B.V. Shitikov, N.A. Bayazitov). Applied November 25, 1963, published November 22, 1964. Bulletin №13/
5. Bayazitov N.A. Kosozubye kolosa s novym zatsepleniem. // Trudy Kazanskogo khimiko-tekhnologicheskogo in-ta im. S.M. Kirova. [Helical gears with a new gear. // Proceedings of Kazan Chemical-Technological Institute named after S.M. Kirov]. 1963. - Issue 31. P. 67-75.
6. Bayazitov N.A. Nekotorye voprosy teorii i izgotovleniya kosozubykh kolos s novym zatsepleniem. // Trudy Kazanskogo khimiko-tekhnologicheskogo in-ta im. S.M. Kirova. [Some questions of the theory and manufacturing of helical gears with a new gear. // Proceedings of Kazan Chemical-Technological Institute named after S.M. Kirov]. 1963. - Issue 31. - P. 76-82.
7. Sachkov A.V. Novyy avtomobilnyy differentsialnyy mekhanizm. Avtoref. Diss…kand. tekhn. nauk. (A new automobile differential mechanism: Author’s abstract of dissertation for a degree of Ph.D. of Technics). Kazan, KGTU, 1971. P. 21.
8. Makarov E.G. Razrabotka i issledovanie novogo zubchatogo mekhanizma s evolventnymi tsilindricheskimi kolesami: Avtoref. Diss…kand. tekhn. nauk. (Development and investigation of a new gear mechanism with involute cylindrical wheels: Author’s abstract of dissertation for a degree of Ph.D. of Technics). Kazan, KGTU, 2000. P. 17.
9. SU 1449367 B 60 K 17/08. Korobka peredach transportnykh sredstv. (SU 1449367 B 60 K 17/08. Gearbox of vehicles. / Korovin Yu.V., Galeev V.L. Declared 16.03.1987, published 01/07/1989. Bulletin №1).
10. Panyukhin V.V., Timofeev G.A. Investigation of cylindrical self-braking transmission. [Issledovanie tsilindricheskoy samotormozyascheysya peredachi]. Vestnik MGTU im. N.E.Baumana. Seriya “Mashinostroenie”. The Herald of MSTU named after N.E. Bauman. Series “Mechanical engineering”. - 2014, №3. P. 3-15.
11. Chironis N. For Self-Locking at High Efficiency. The Twinworm Gear //Product Engineering. 1960. - № 3. - P. 39-43.
12. Hofmann S., Storz M. Doppelschraubgetriebe // Sonderdruck aus Ant-riebstechnik 34, 1995. №8.
13. Klein B. Ubertragungseigenschaften allgemeiner Zahnprofil geometrien // Konstrukteur. 1985. - 16. - № 9. - S. 63-68.
