СМАЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
LUBRICATING DEVICE OF GEAR TRANSMISSION

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с картерным смазыванием методом погружения и горизонтальным расположением валов.
Известно смазочное устройство зубчатой передачи, содержащее масляную ванну с жидким смазочным материалом, в которую погружены смазываемые колеса передачи - см., например, «Иосилевич Г.Б. и др. Прикладная механика. Для студентов втузов / Г.Б. Иосилевич, П.А. Лебедев, В.С. Стреляев. - М.: Машиностроение, 1985. - 576 с., ил., стр. 466».
Недостаток данной конструкции состоит в том, что при погружении зубчатых колес в ванну смачиваются жидким смазочным материалом не только боковые (рабочие) поверхности зубьев колеса, которые в работе колеса, сопрягаясь при его вращении с зубьями парного колеса, но и торцы колеса - торцы тела и торцы зубьев зубчатого венца; изначально, при погружении колеса в ванну без вращения, смачивается та часть поверхности колеса, которая погружена в ванну; при вращении колеса во время работы передачи эта смоченная часть перемещается по окружности колеса, при этом смазочный материал стекает с ранее смоченных участков поверхности колеса, смачивая остальные части торцов тела колеса, площадь торцевых поверхностей колеса, погруженных в масляную ванну, может быть значительной - так, например, глубина погружения тихоходного колеса в ванну может составлять 1/3 радиуса колеса - а этот радиус может быть немалым, особенно у колес большого диаметра. Колесо имеет две торцевые поверхности, таким образом, особенно у колес большого диаметра, суммарная площадь смачиваемых торцевых поверхностей, погруженных в ванну, может быть значительной. Вся эта смоченная поверхность, захватывая смазочный материал из ванны при вращении колеса, перемещает этот материал по направлению вращения смоченных поверхностей. Смазочный материал, захваченный из ванны и переносимый вращающимися торцами колеса, под действием силы тяжести стремится стечь с этих поверхностей обратно в ванну, смачивая при этом остальные части торцов колеса, в ванну не погружены. При вращении колеса происходит постоянное обновление слоя смазочного материала на торцах колеса, поэтому полностью стечь он с этих поверхностей не может. Таким образом, при вращении колеса, на его торцевых поверхностях постоянно находится достаточно большое количество (слой) смазочного материала (тем больше, чем больше диаметр колеса). Этот смазочный материал контактирует с окружающим воздухом, вследствие чего происходит окисление этого материала и ухудшение его эксплуатационных свойств. Если зубчатая передача находится в незакрытом корпусе (редукторе), то такое окисление будет интенсивным, кроме того, в этом случае происходит запыление и загрязнение смазочного слоя. Все это ухудшает смазывание передачи.
В качестве прототипа взято смазочное устройство зубчатой передачи, содержащее масляную ванну с жидким смазочным материалом, в которую погружены смазываемые зубчатые колеса передачи - см. «Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 3. - 5-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1979. - 537 с., ил., стр. 378». Недостатки данной конструкции - те же, что и у аналога. Изобретением решается задача повышения качества смазывания. Для этого смазочное устройство зубчатой передачи содержит масляную ванну с жидким смазочным материалом, в которую погружены смазываемые зубчатые колеса передачи; причем оба торца колеса снабжены скребками, примыкающими к ним и укрепленными на корпусе передачи;
скребки установлены выше верхнего уровня масляной ванны, параллельно ему, с перекрытием торцов колеса т окружностей, описываемых точками соприкосновения, торцов колеса с верхним уровнем масляной ванны, причем скребки в поперечном сечении имеют вид прямоугольного треугольника, нижние части скребков перпендикулярны торцам колеса, а верхние части расположены под углом к торцам.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатая передача со смазочным устройством (общий вид) - фиг. 1, смазываемое колесо со смазочным устройством (вид со стороны вершин зубьев) - фиг. 2, фрагмент колеса со смазочным устройством (вид со стороны вершин зубьев) - фиг. 3.
1
2
1
2
в
На чертежах показаны: масляная ванна 1, верхний уровень 2 смазочного материала ванны, корпус 3 передачи, нижнее зубчатое колесо 4, тело 5 колеса, зубчатый венец 6 колеса, сопряженное зубчатое колесо 7, торцы 8 зубчатого колеса (4), скребки 9, стороны 10 и 11 скребков (9), вставка 12; глубина погружения h колеса 5 в масляную ванну; расстояние h от скребков 9 до верхнего уровня масляной ванны (1); величины перекрытия Δ и Δ участков торцов колеса; направление вращения ω колеса; радиус окружности вершин R зубьев колеса (4); радиус R окружности, описываемой точками соприкосновения торцов тела колеса с верхним уровнем масляной ванны.
1
2
1
2
Смазочное устройство зубчатой передачи содержит масляную ванну 1 с верхним уровнем 2 смазочного материала, расположенную в корпусе 3 передачи. В масляную ванну погружено (hi нижнее зубчатое колесо 4 передачи, состоящее из тела 5 и зубчатого венца 6, это колесо находится в зацеплении с вышерасположенным зубчатым колесом 7. Со стороны обоих торцов 8, с примыканием к ним, зубчатого колеса 4 расположены скребки 9, укрепленные на корпусе 3 передачи (не показано), скребки расположены на некоторой высоте h относительно верхнего уровня 2 смазочного материала ванны и перекрывают своей длиной (Δ) окружность колеса и окружность, описываемую точками соприкосновения торцов колеса с верхним уровнем масляной ванны (Δ).
Скребки имеют в сечении форму прямоугольного треугольника, одни стрелы (10) которых (нижние) примыкают к торцам 8 зубьев колеса 5 под прямым углом, а верхние части (11) расположены к ним под углом и ориентированы в стороны от торцов вниз по вертикали; скребки в зонах контакта с торцами (8) колеса (5) снабжены упругими вставками 12, изготовленными из маслостойкой резины. На чертежах изображено устройство для нереверсивной передачи. В случае реверсивного режима скребки 9 выполнены удвоенной длины - с перекрытием и противоположных сторон торцов колеса (не показано).
1
1
в
Работает данное смазочное устройство следующим образом. Смазываемое зубчатое колесо 4, погруженное (h) в масляную ванну 1, при своем вращении (ω) захватывает из нее своими зубьями 6 смазочный материал и переносит его в зону контакта с сопряженным колесом 7. При этом происходит захват смазочного материала из ванны и торцевыми поверхностями 8 колеса 4 - торцевыми поверхностями его тела 5 и торцевыми поверхностями его зубьев 6; смазочный материал, захваченный торцевыми поверхностями колеса, в процессе работы колеса не участвует. Захват торцами колеса происходит на участках тела и зубчатого венца, погруженных (h) в масляную ванну. При вращении колеса 4 эти поверхности (торцов тела и зубчатого венца) стремятся описать кольцо с наружным радиусом R, равным радиусу окружности вершин зубьев колеса и внутренним радиусом R, равным расстоянию от центра вращения колеса (4) и точки соприкосновения торцов его тела (5) с верхним уровнем (2) смазочного материала ванны. Смазочный материал, захваченный торцами колеса, в процессе работы передачи (колеса) при этом стек бы с этих поверхностей на остальные торцевые поверхности тела колеса. Наличие скребков 9 не позволяет это сделать. Они снимают смазочный материал, захваченный из ванны торцами колеса (торцами тела и торцами зубчатого венца) и возвращают его обратно в масляную ванну (своими нижними частями). Верхние части скребков выполнены наклонными, они позволяют удалять смазочный материал, стекающий с вышерасположенных участков торцов (в случае его наличия) непосредственно в масляную ванну, минуя нижерасположенные части торцов зубьев. Наличие вставки 12, выполненной из резинки, обеспечивает надежное сопряжение скребков с торцами колеса.
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция смазочного устройства не позволяет смачиваться смазочным материалом, извлеченным из масляной ванны погруженным в нее смазываемым зубчатым колесом, торцов тела и зубчатого венца колеса. Это снижает поверхность соприкосновения смазочного материала с окружающей средой, предотвращая его окисление, загрязнение и т.п. Кроме того, исключается излишнее перемещение смазочного материала, который в процессе смазывания сопряженных зубчатых колес не участвует. Это повышает качество смазывания зубчатой передачи.