СПОСОБ СМАЗЫВАНИЯ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА
METHOD OF GEAR WHEEL LUBRICATION

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано при ротапринтном смазывании зубчатых колес с разными режимами их работы в передачах.
Известен способ смазывания зубчатого колеса (ротапринтный), заключающийся в обкатывании рабочих поверхностей зубьев зубчатого венца колеса специальным смазывающим элементом в виде шестерни, изготовленной из прессованного смазочного материала; эта шестерня находится в зацеплении со смазываемым зубчатым колесом с поджатием к нему; под действием сил поджатия смазочный материал переносится с зубьев шестерни на боковые (рабочие) поверхности зубьев смазываемого колеса, осуществляя их смазывание - см., например, Дроздов Ю.Н. и др. Трение и износ в экстремальных условиях: Справочник / Ю.Н. Дроздов, В.Г. Павлов, В.Н. Пучков. - Машиностроение, 1986. - 224 с.: ил. - Основы проектирования машин), стр. 191.
Недостаток данного способа состоит в недостаточной эффективности переноса смазочного материала с зубьев смазочной шестерни на смазываемые зубья колес, т.к. перенос осуществляется за счет адгезионного взаимодействия контактирующих поверхностей зубьев шестерни и зубьев колеса, а это взаимодействие недостаточно для эффективного переноса смазочного материала на смазываемые поверхности зубьев колеса, вследствие того что контактирование поверхностей зубьев шестерни и парных с ними поверхностей зубьев колеса происходит в режиме их взаимного трения качения (с незначительным трением скольжения между ними в области боковых (рабочих) поверхностей их зубьев, удаленных от полюсов их зацепления).
В качестве прототипа взят способ смазывания зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2553673, кл. F16H 57/04, опубл. 20.06.2015 г., бюл. №17. Данный способ включает обкатывание зубьев колеса, с поджатием к ним, смазывающим элементом в виде специальной шестерни с зубьями, изготовленными из прессованного смазочного материала; причем в процессе обкатывания шестерне придают осевые колебательные перемещения относительно колеса, а ширину зубьев шестерни задают равной сумме ширины зубьев колеса и удвоенной величины амплитуды колебательного перемещения.
Недостаток прототипа состоит в том, материал зубчатого венца (смазывающего элемента) шестерни и величина амплитуды осевых колебаний шестерни относительно смазываемого его колеса соответствует одному определенному режиму работы колеса в передаче, в то время как эти режимы могут быть различными (различная величина нагружения зубьев колеса и т.п.). А при разных режимах работы колеса требуются и различные режимы его смазывания, т.к., например, при легких режимах работы колеса (небольших нагружениях его зубьев) требуется относительно незначительное смазывание его зубьев, а при тяжелых режимах работы колеса требуется увеличить количество подаваемого на зубья колеса смазочного материала, т.к. недостаточное смазывание зубьев колеса будет приводить к усилению их изнашивания, чреватому выходу колеса из строя. А исходить при подборе смазочного материала (материала зубьев шестерни) и величины амплитуды колебаний шестерни относительно колеса из расчета наиболее тяжелого режима работы колеса - нерационально, т.к. это будет приводить к увеличению издержек на изготовление смазочной шестерни: для более тяжелых режимов работы колеса требуется, как правило, более дорогой смазочный материал и большая амплитуда колебательных перемещений шестерни относительно колеса (увеличиваются размеры шестерни).
Изобретением решается задача повышения качества смазывания зубчатого колеса.
Для этого способ смазывания зубчатого колеса включает обкатывание зубьев колеса, с поджатием к ним, смазывающим элементом в виде шестерни с зубьями, изготовленными из прессованного смазочного материала; в процессе обкатывания шестерне придают осевые колебательные перемещения относительно колеса, а ширину зубьев шестерни задают равной сумме ширины зубьев колеса и удвоенной величины амплитуды колебательных перемещений шестерни; причем шестерня выполнена составной, состоящей из отдельных секций, зубья зубчатых венцов которых совпадают в плане; количество секций задается равным количеству режимов работы колеса; материал зубчатого венца каждой отдельной секции шестерни и амплитуда ее колебательных перемещений относительно колеса задается исходя из условия оптимального качества смазывания колеса при каждом отдельном режиме работы колеса, которому соответствует данная отдельная секция шестерни.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена пара «зубчатое колесо - смазочная шестерня» (вид сбоку) в разные фазы их сопряжения - фиг. 1 и 2.
к
ш
1
2
1
2
На чертеже показаны: зубчатое колесо 1, смазочная шестерня 2, ось 3 шестерни; ширина В зубьев колеса; ширина В зубчатого венца шестерни; ширина зубчатых венцов отдельных секций шестерни - B и В; величины амплитуд колебательных перемещений секций шестерни - C и С; направления вращения смазочной шестерни - ω; направления V колебаний смазочной шестерни относительно смазываемого колеса.
к
ш
ш
1
2
1
2
Реализуется данный способ следующим образом. Смазываемое зубчатое колесо 1 с шириной его зубчатого венца В в процессе его работы обкатывается с поджатием к колесу смазывающим элементом - шестерней 2, зубья которой изготовлены из прессованного смазочного материала; общая ширина зубчатого венца шестерни - В. В процессе обкатывания шестерне придают колебательные перемещения (V) относительно смазываемого ею колеса 1. Шестерня изготавливается из отдельных секций, количество которых равно количеству режимов работы колеса (при двух режимах работы колеса шестерня общей шириной В изготавливается из двух секций, с шириной их зубчатых венцов В и В. Зубья зубчатых венцов секций совпадают в плане. Материал зубчатого венца каждой отдельной секции шестерни и амплитуда ее колебательных перемещения (С - для одной секции и С - для другой секции) относительно колеса задаются исходя из условия относительного смазывания колеса при каждом отдельном режиме работы колеса, которому соответствует каждая отдельная секция шестерни. Так, например, материалом для зубчатого венца секции, работающей при относительно легком режиме нагружения колеса (нагрузке заедания, равной 510 Н), может быть графит, а при более тяжелом режиме нагружения (нагрузке заедания, равной 1627 Н) может быть политетрафторэтилен (ПТФЭ).
По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет осуществлять оптимально смазывание зубчатого колеса при каждом отдельном режиме его работы, при этом издержки на изготовление шестерни также оптимальны.