Смешные вопросы. Механизмы редукторов с зубчатыми

10.06.09.
Иосиф Ольшаницкий
СМЕШНЫЕ ВОПРОСЫ

Прежде всего, именно в российском редукторостроении крупномасштабная деловая и академическая война за директивное провозглашение лишь одной из сторон судьбоносного понимания,  казалось бы, основной перспективы этой отрасли так и не затихает вот уже с начала пятидесятых годов.

Тогда в СССР зародилась всего лишь МОДА на так называемое в России "зацепление Новикова". Суть именно его инженерной инициативы и научного энтузиазма, этого благого пожелания, т.е. концепции (сама-то "идея" косых зубьев ЛЮБОГО профиля известна извечно) состоит в том, что при внешнем зацеплении колёс "зубья Новикова" имеют ВНУТРЕННЕЕ сопряжение своих профилей.

Теоретически эта идея обеспечивает зубьям Новикова значительно бОльшую нагрузочную способность контакта всего лишь при точечным их начальным касании, чем нагрузочная способность контакта зубьев эвольвентного профиля, хотя там пятно их контакта имеет линейное начальное касание. И потери на скольжение в зацеплении Новикова меньше. Энтузиасты этого направления отмечают и другие принципиальные достоинства зацепления Новикова. Их теоретические доводы неотразимы. Но почему-то практикой всего мирового, включая и само российское машиностроение, хотя бы даже лишь в общем редукторостроении, всё еще не подтверждается теоретически неотразимая правота Новикова.

К заслуженным теоретикам, как и к практикам редукторостроения, я не имею никакого отношения. Поэтому позволю самому себе задавать глупейшие вопросы, постыдные даже для студента. Почему-то я не вижу на них очевидных ответов. Может, найдётся шутник, кто подскажет мне что-нибудь?

При внутреннем зацеплении колес зубья эвольвентного профиля имеют внутреннее сопряжение, причём при линейном начальном их касании. Нагрузочная способность их пятна контакта огромна, а потери на скольжение очень малы. Расположение колеса в колесе вроде бы занимает меньше места, чем расположение колёс при их внешнем зацеплении друг с другом.
Однако для реализации внутреннего зацепления колес их приходится помещать на валах, установленных консольно. А такая компоновка не обеспечивает достаточных преимуществ такому редуктору.

Ладно. Мы - по заветам Ильича - пойдём другим путём, как начертал нам великий Ленин, когда был  маленький с кудрявой головой и тоже бегал в валенках по горке ледяной.

Возьмём типичный редуктор, в котором, как обычно, на его параллельных валах имеются цилиндрические колёса с внешним зацеплением их зубьев эвольвентного профиля. Вместо этих колес посадим на те же валы такие же колёса, в которых, однако, число их зубьев будет чуть меньше, - на один, два, три зуба, - так, что эти колёса уже не находятся в зацеплении между собой. Пусть теперь такая пара колёс будет в зацеплении с охватывающим их зубчатым кольцом. (В стандартный корпус переделываемого редуктора это кольцо не поместится, поскольку не позволит высота расположения валов. В корпусе для нашего редуктора надо всего лишь размеры  чуть откорректировать по высоте).

Чем это не решение названной выше всеобщей проблемы?!

Вставка в старый текст.
Число зубьев не меняем, а лишь срезаем больше чем на половину высоты хотя бы те же зубья, - чтобы колёса в зацеплении уже не были.
Охватывающее их зубчатое колесо пока в достаточно жесткой заготовке выполняется стандартным долбяком (в котором зубья соответственно срезаны чуть больше, чем на половину их высоты).
 После этого наше охватывающее колесо надо обточить как можно глубже, - для придания ему должной упругости или, что ещё лучше, даже гибкости такой стальной замкнутой ленты. Разумеется, это кольцо надо будет затем обработать термически. Число зубьев (лучше бы уже более мелких) в нём должно соответствовать его упругости или даже гибкости.







 
Охватывающее кольцо с его зубьями пусть будет достаточно упругим, то есть довольно тонким. Это обеспечит упругое поглощение микро-неравномерностей угловой скорости валов, то есть демпфирование вибраций. Так решается важнейшая проблема ограниченных угловых скоростей в зубчатой передаче.



Почему бы не вернуться к ременным передачам, но не к тряпичным, прорезиненным, хоть уже и зубчатым, а к передаче стальной лентой, однако не гладкой, а рельефной.  Это будут фрикционно-зубчатые передачи стальным ремнём. Быстроходность ременной передачи, не создающей проблем вибрации, такое направление будет совмещать с надёжностью и компактностью передач зацеплением.

Передача крутящего момента здесь распределяется между
1) фрикционным действием гладкой поверхности стальной ленты и
2) зацеплением осуществляется вследствие предусмотренного для этой цели специального рельефа на стальном ремне и соответственно на зубчатых "шкивах" под него.

 
Передача крутящего момента таким стальным ремнем распределена, таким образом, между фрикционным действием и зубчатым зацеплением.
 




Здесь нет ничего такого любопытно нового. Просто такая техника соответствует более высокой, чем в былые времена, технологической культуре массового производства таких деталей машин. Время покажет, насколько широко войдут в моду эти технические направления в мировом машиностроении. Судьбы техники не детерминированы. Многое зависит от непредсказуемых случайностей. Сколько создано интересных машин, которые, однако, так и не были запущены в серийное производство.

Сколько можно назвать интересных или, наоборот, явно глупых технических направлений, которые - необъяснимо - почему-то характерны лишь для некоторых (или хотя бы не для всех) стран мира в равной мере.