Федотов Борис Федорович

Борис Федорович Федотов всю жизнь занимался только одной проблемой – глобоидными передачами.

Начинал он свою работу во ВНИИПТУГЛЕМАШе под руководством П.С. Зака. В 1964 году всю их лабораторию перевели в ЦНИИТМАШ. Вскоре Зак вернулся во ВНИИПТУГЛЕМАШ. Федотов же на всю жизнь остался в Отделе технологии зубчатых передач ЦНИИТМАШа, где вместе с Л.И. Сагиным, Г.И. Соркиным и другими товарищами совершенствовал глобоидные передачи и продвигал их в промышленность. 

Среди передач типа червячных глобоидные передачи имеют неоспоримые преимущества по сравнению с передачами с цилиндрическим червяком по нагрузочной способности, долговечности и к.п.д., благодаря которым глобоидные передачи получили широкое распространение в приводах тяжелого, энергетического, транспортного, горно-шахтного и другого оборудования.

Преимущества глобоидных передач связаны как с их конструктивными особенностями, так и со свойствами модифицированного зацепления с локализованным пятном контакта. Конструкция передачи имеет ряд особенностей. Благодаря вогнутой форме глобоидного червяка в зацеплении с витками находится большое число зубьев колеса. Если в червячной передаче коэффициент перекрытия обычно не превышает двух, то в глобоидной передаче число зубьев в обхвате червяком может быть от четырех и более. Соответственно, уменьшается нагрузка, приходящаяся на один зуб. Радиус приведенной кривизны контакта в направлении, перпендикулярном контактной линии, в глобоидной передаче значительно больше, чем в червячной передаче. Это связано с тем, что в глобоидной передаче выпуклая поверхность витка червяка контактирует с вогнутой поверхностью зуба колеса, тогда как в червячной передаче обе поверхности выпуклые. Поэтому в глобоидной передаче при той же линейной нагрузке контактные напряжения меньше.

Для работы передачи важно расположение вектора скольжения относительно направления контактной линии, так называемый угол смазывания. Чем ближе угол смазывания к 90°, тем больше масла попадает в контакт, тем он лучше смазывается и тем большую нагрузку контакт может передавать при более низком коэффициенте трения. Соответственно, повышается к.п.д. передачи и привода в целом. Если угол смазывания близок или равен нулю, то масло не попадает в контакт и смазывание не происходит или происходит недостаточно и может произойти заедание, при котором материал колеса намазывается на виток червяка. Заедание сопровождается резким увеличением коэффициента трения и, соответственно, падением к.п.д. передачи. В червячных цилиндрических передачах всегда имеются точки контакта, где угол смазывания равен нулю. В глобоидной передаче контакт располагается по всей высоте средней части ширины зуба колеса, в так называемой обкатной зоне. При этом угол смазывания составляет 70° … 90°, что обеспечивает обильное поступление смазки в контакт и соответственно его высокую нагрузочную способность и к.п.д. Зуб работает на сдвиг и практически никогда не ломается. Запас прочности зубьев на сдвиг в глобоидной передаче на порядок выше ее предельной нагрузочной способности.

В процессе работы передачи происходит износ поверхности витков червяка и зубьев колеса, так называемая естественная модификация. Для ускорения процесса приработки передачи червяк и колесо должны нарезаться с геометрией, близкой к этой естественной модификации. Для этого параметры станочного зацепления при обработке глобоидного червяка должны отличаться от параметров его рабочего зацепления с колесом передачи.

Разрабатывая методы геометрического синтеза модифицированных глобоидных передач, Б.Ф. Федотов предложил тот метод “au” (взаимоувязанного изменения станочного межосевого расстояния а и передаточного числа u при обработке червяка по отношению к передаче), который на сегодня стал основным методом, используемым в проектировании и производстве глобоидных передач.

Б.Ф. Федотов руководил проектированием специальных станков для нарезания глобоидных червяков и глобоидных колес (два таких станка он спроектировал для ЭЗТМ, отладил, запустил и следил за их работой). Проектировал многорезцовые фрезы-летучки для нарезания глобоидных колес в индивидуальном и мелкосерийном производстве – сначала двух-, а затем четырехрезцовые. Для заводов, серийно выпускавших глобоидные редукторы (завод «Красная Гвардия» в Одессе и Skoda в Чехословакии), проектировал червячные глобоидные фрезы и методы затылования их зубьев.

Б.Ф. Федотов был основным разработчиком всех государственных стандартов, относящихся по глобоидным передачам:

ГОСТ 9369-77. Передачи глобоидные. Основные параметры

ГОСТ 18498-89. Передачи червячные. Термины, определения и обозначения.

ГОСТ 24438-80. Передачи червячные глобоидные. Исходный червяк и исходный производящий червяк.

ГОСТ 17696-89. Передачи глобоидные. Расчет геометрии.  

ГОСТ 16502-83 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи глобоидные. Допуски

Ученое звание – старший научный сотрудник.

Информация предоставлена ст. науч. сотр. С.А. Лагутиным.

Основные публикации ст. науч. сотр. Б. Ф. Федотова:

Зак П.С., Федотов Б.Ф. и др. Исследования червячных передач и редукторов. Труды ВНИИПТУГЛЕМАШ, вып. 8. М.: Недра. 1965. – 244 с.

Федотов Б.Ф. Исследование модифицированного глобоидного зацепления. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., Мосстанкин, 1966, 25 с.

Борисов В.Д., Лагутин С.А., Федотов Б.Ф., Царенко И.К. Шлифование боковых затылков фрезы для обработки глобоидных червячных колес.// Сб. «Повышение технического уровня редукторов и их узлов». Харьков. 1974. С. 208.

Федотов Б.Ф. Обоснование стандартных геометрических параметров глобоидных передач. // Вестник машиностроения. 1985.  №10. С.50-52

Лагутин С.А., Федотов Б.Ф. Органическая погрешность затылования глобоидной фрезы // В сб. «Теория и практика зубчатых передач», Ижевск, 2004, с. 195-200.

Гудов Е.А., Лагутин С.А. Федотов Б.Ф. САПР модифицированных глобоидных передач // Теория и практика зубчатых передач и редукторостроения: сб. докладов научно-технической конференции с международным участием / Издательство ИжГТУ — Ижевск, 2008, С.355-358.

Гудов Е.А., Лагутин С.А. Федотов Б.Ф. Нагрузочная способность модифицированных глобоидных передач // Вестник НТУ «ХПИ», Тематический выпуск «Проблемы механического привода», Харьков, 2011, №29. С. 41-52.

Lagutin S., Gudov E., Fedotov B. Manufacturing and Load Rating of Modified Globoid Gears //Balkan Journal of Mechanical Transmissions (BJMT), Vol. 1 (2011), Issue 2, pp. 45-53.

Федотов Б.Ф., Думилин С.В., Щегольков Н.Н., Беляков В.Н. Совершенствование технологии нарезания модифицированных глобоидных передач с локализованным пятном контакта. Известия  МГТУ «МАМИ» № 1(19), 2014, т. 2, с. 96-99.

Авторские свидетельства Б.Ф. Федотова (выборочный список):

1. А. с.  № 61121, А1 Способ нарезания модифицированных витков глобоидных червяков. 1970,  Б.И. № 4. Соавт. Коган Г.И., Копф И.А., Соркин Г.И.,

2. А. с. 324426. Модифицированная глобоидная передача.  1972., Б.И. № 2. Соавтор Сагин Л.И.

3. А. с. № 547302, B 23 F 21/16 Сборная червячная фреза для обработки глобоидных червячных колес, 1977, Б.И. .№ 7 Соавт. Сагин Л.И, Гуренко С.И.

4. А. с. № 712238, B 24 B 53/00 Способ правки шлифовального круга, 1980, Б.И. № 4, Соавт. Сагин Л.И, Лагутин С.А., Соркин Г.И, Борисов В.Д.

5. А. с. № 1001584, B 23 F 13/06, B 23 F 13/08, Способ обработки глобоидного червяка модифицированной глобоидной передачи, 1981(без публикации) Соавт. Ковтушенко А.А., Лагутин С.А., Сагин Л.И.

6. А. с. № 965652, B 23 F 21/20, Фреза-летучка, 1982, Б.И. № 38, Соавт. Булатов А.В, Лагутин С.А., Барило А.М, Тихонов В.С, Райзман А.Н, Яшина Л.И.

7. А. с. № 1476217,  F16 H 1/16, Беззазорная глобоидная передача, 1989, Б.И.. № 16, Соавт.  Лагутин С.А., Яцин Ю.Л. Ноздрин Ф.Ф.

8. А. с. № 1328092, В 23 F13/06. Способ изготовления колеса модифицированной глобоидной передачи,  1987, Б.И. № 29 (без соавторов).