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 механических передач.
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 поджатая 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, что придание смазывающей шестерне колебательных перемещений относительно смазываемого колеса интенсифицирует процессы массопереноса смазочного материала с зубьев смазывающей шестерни на зубья смазываемого колеса, что приводит к усилению износа зубьев шестерни и, как следствие,  к их утоньшению; при этом нарушается кинематика взаимодействия зубьев шестерни и колеса, а также возникает опасность поломки зубьев шестерни. Это будет требовать более частой замены изношенных смазочных шестерен на новые - для обеспечения нормального режима смазывания зубьев колеса. Также в прототипе не конкретизирована величина амплитуды колебаний шестерни относительно колеса. Так, если амплитуда будет меньше, чем ширина шестерни, участки шестерни, между участками выхода шестерни из зоны зацепления с колесом, будут постоянно находиться в контакте с колесом, подвергаясь изнашиванию, и это изнашивание будет вдвое больше, чем на участках шестерни, выходящих при колебаниях шестерни из зоны контакта с колесом. Это будет приводить к неравномерному изнашиванию зубьев шестерни по их ширине и также требовать частой замены шестерни, несмотря на то, что часть ширины их зубьев (по краям зубьев - на участках выхода зубьев шестерни из зацепления с зубьями колеса) будет изношена меньше.
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; ширину зубьев шестерни задают равной сумме ширины зубьев колеса и удвоенной величины амплитуды колебательных перемещений; причем величину амплитуды задают кратной величине ширины зубьев колеса, но не менее одной этой ширины.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображена пара «смазочная шестерня - смазываемое зубчатое колесо» (вид сбоку). Симметричное (центральное) положение шестерни относительно колеса - фиг. 1, крайне левое положение шестерни относительно колеса - фиг. 2, крайне правое положение шестерни относительно колеса - фиг. 3.
к
ш
На чертеже показаны смазываемое зубчатое колесо 1, смазочная шестерня 2, ось 3 шестерни; направления вращения ω шестерни (2), направления перемещения V шестерни (2) относительно колеса (3), ширина В колеса (1), ширина В шестерни (2), амплитуда A колебательных перемещений шестерни (2).
ш
к
ш
к
Реализуется данный способ следующим образом. При обкатывании смазываемого колеса 1 смазочной шестерней 2 (с поджатием шестерни к колесу) происходит перенос прессованного смазочного материала, из которого изготовлены зубья шестерни, с поверхностей зубьев шестерни на поверхности зубьев колеса. Придание шестерне колебательных перемещений относительно колеса интенсифицирует процессы массопереноса смазочного материала с шестерни на колесо. А выполнение смазочной шестерни увеличенной ширины (как минимум вдвое большей, чем ширина колеса, на чертеже показан вариант утроенной ширины зубьев шестерни (В) по отношению к ширине колеса (В)-В=3В) позволяет чередовать участки зубьев шестерни, участвующих в контакте с зубьями колеса. Это оптимизирует процесс массопереноса смазочного материала и способствует обеспечению равномерного изнашивания зубьев шестерни по всей их ширине. Ширину зубьев шестерни, кратную ширине зубьев колеса, желательно задавать как можно большей, в пределах габаритов передачи.
По сравнению с прототипом предлагаемый способ смазывания зубчатого колеса позволяет снизить интенсивность изнашивания зубьев шестерни (по всей их ширине) и сделать изнашивание этих зубьев равномерным по всей ширине зубьев. Это увеличивает рабочий ресурс смазочной шестерни. Кроме того, выход участков шестерни за пределы контакта с колесом позволяет этим участкам выносить за пределы зоны контакта продукты износа, образующиеся при работе колеса (которые или самостоятельно будут удаляться с поверхностей зубьев шестерни, или могут быть удалены посредством дополнительных устройств, например  посредством магнитов). Все это повышает качество смазывания зубчатого колеса смазочной шестерней.