СМАЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА
TOOTH-WHEEL LUBRICATING DEVICE

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, зубчатые колеса которых смазываются пластичными смазочными материалами.
Известно смазочное устройство зубчатого колеса, представляющее собой лопатку, посредством которой пластичный смазочный материал периодически вручную наносится на боковые (рабочие) поверхности зубьев зубчатого колеса - см., например, «Одноковшовый универсальный экскаватор Э-652 Б. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М., Машиностроение, 1973».
Недостаток данного смазочного устройства состоит в низкой производительности, высокой трудоемкости и недолговечности нанесенного на поверхности зубьев колеса слоя смазочного материала - вследствие вытеснения его с этих поверхностей при работе колеса в передаче зубьями сопряженного парного зубчатого колеса.
В качестве прототипа взято смазочное устройство по А.С. СССР №1618972, кл. F16H 57/04, опубл. 07.01.91 г., Бюл. №1. Сущность его состоит в том, что с обоих торцов зубчатого колеса расположена пара кольцевых накладок, наружный диаметр которых равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, а внутренний диаметр меньше диаметра окружности оснований зубьев. Накладки укреплены на торцах тела колеса, прилегающих к зубчатому венцу, с зазорами относительно торцов зубчатого венца. Зазоры между накладками и торцами зубьев образуют смазочные карманы для пластичного смазочного материала, вытесняемого с боковых (рабочих) поверхностей зубьев. Из этих смазочных карманов смазочный материал подпитывает трущиеся боковые поверхности зубьев. Рециркуляция смазочного материала на эти поверхности происходит вследствие адгезионных свойств смазочного материала.
Недостаток прототипа состоит в том, что рециркуляция смазочного материала незначительна - вследствие незначительной скорости этой рециркуляции при действии адгезионных свойств смазочного материала. А вытеснение смазочного материала с боковых поверхностей зубьев превалирует над процессами рециркуляции, т.к. вытеснение осуществляется при каждом контакте боковых поверхностей зубьев с зубьями парного колеса в передаче, кроме того, это вытеснение происходит вследствие механических воздействий на смазочный материал сопряженных зубьев парных зубчатых колес, а это воздействие гораздо значительнее, чем воздействие на смазочный материал адгезионных сил.
Изобретением решается задача повышения качества смазывания боковых поверхностей зубьев колеса.
Для этого смазочное устройство зубчатого колеса содержит пару кольцевых накладок, расположенных с обоих торцов колеса. Наружный диаметр накладок равен диаметру окружности вершин зубчатого венца колеса, их внутренний диаметр меньше диаметра окружности оснований зубьев. Накладки укреплены на торцах тела колеса с зазорами относительно торцов зубчатого венца. Причем в каждом зазоре расположена плоская пластина, поверхности которой параллельны плоскости вращения колеса; пластины расположены симметрично относительно друг друга; своей верхней частью, расположенной выше вершин зубчатого венца, пластины жестко укреплены на основании, неподвижном относительно вращающегося колеса; пластины заполняют зазоры по всему из радиальному сечению с обеспечением возможности свободного вращения колеса относительно пластин; торцы пластин, обращенные к центру колеса, эквидистантны окружностям внутренних поверхностей кольцевых накладок, к которым они обращены; торцы пластин, расположенные вдоль высоты зубчатого венца со стороны отстающих при вращении колеса боковых поверхностей зубьев, ориентированы радиально относительно колеса; а такие же торцы, расположенные со стороны набегающих боковых поверхностей, выполнены эквидистантными этим поверхностям и скошенными в сторону торцов зубчатого венца.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображен фрагмент зубчатого колеса со смазочным устройством: вид с торца колеса - фиг. 1; то же, вид с боку - фиг. 2 и 3.
в
o
вн
На чертеже показаны: кольцевые накладки 1 и 2; тело 3 колеса; торец 4 зубчатого венца; зубья 5 зубчатого венца; пластина 6; неподвижное основание 7; торец 8 пластины (6), обращенный в сторону центра колеса; торец 9 пластины, обращенный в сторону отстающей боковой поверхности 10 зуба (5); торец 11 пластины, обращенный в сторону набегающей боковой поверхности 12 зуба (5); окружность вершин зубчатого венца диаметром Д; окружность оснований зубчатого венца диаметром Д; внутренний диаметр Д кольцевых накладок (1 и 2); превышение h верха пластин (6) над уровнем окружности вершин зубчатого венца; направление вращения ω колеса; направление относительного перемещения V пластин (6) относительно вращающегося колеса.
в
вн
о
о
Смазочное устройство зубчатого колеса содержит пару кольцевых накладок 1 и 2 с наружным диаметром, равным диаметру Д окружности вершин зубчатого венца, и внутренним диаметром Д, меньшим диаметра Д окружности оснований зубчатого венца. Накладки укреплены на теле 3 колеса, с зазорами с относительно торцов 4 зубчатого венца, по всей высоте зубчатого венца (его зубьев 5). С обеих сторон торцов (4) зубчатого венца в зазорах с расположено по одной пластине 6, пластины расположены симметрично относительно друг друга, плоскости пластин параллельны плоскости вращения колеса, они заполняют зазоры (с) по всей их высоте, превышают (h) по высоте зазоры и верхней своей частью жестко закреплены на неподвижном основании 7, с возможностью свободного вращения ω колеса относительно этих пластин. Торцы 8 пластин (6), обращенные к центру колеса, эквидистантны окружностям внутренних поверхностей кольцевых накладок (1 и 2) - диаметром Д. Торцы 9 пластин (6), расположенные вдоль высоты зубьев (5) зубчатого венца со стороны отстающих при вращении (ω) колеса боковых поверхностей 10 зубьев (5), ориентированы радиально относительно колеса; а такие же торцы - 11, расположенные со стороны набегающих боковых поверхностей 12, выполнены эквидистантными этим поверхностям и скошены в сторону торцов 4 зубчатого венца. При реверсивном режиме работы колеса оба торца каждой пластины выполняются по второму варианту.
При работе колеса со смазыванием его пластичным смазочным материалом этот смазочный материал, изначально нанесенный на боковые 9 поверхности зубьев колеса, при работе этого колеса в передаче и зацеплении с парным колесом, зубьями этого парного колеса вытесняется с боковых поверхностей зубьев - за пределы этих боковых поверхностей и за пределы зоны зацепления зубьев парных зубчатых колес. При этом вытеснение происходит в сторону торцов зубьев 5. При этом вытесненный смазочный материал накапливается на торцах зубьев 5 и на внутренних поверхностях кольцевых накладок 1 и 2 (в зонах впадин зубьев 5 колеса), а также в зонах между торцами зубьев 5 и внутренними поверхностями накладок 1 и 2, расположенных у торцов зубьев 5. При вращении ω колеса, при относительном перемещении V пластин 6 относительно колеса, пластины 6 своими набегающими торцами 11 захватывают вытесненный смазочный материал (с торцов зубьев 5 и внутренних поверхностей кольцевых накладок 1 и 2) и, проходя мимо набегающих боковых поверхностей 12 зубьев 5, захваченный смазочный материал срезается боковыми гранями зубьев 5 и остается на боковых поверхностях 12, смазывая их. Выполнение торцов 11 пластин 6 эквидистантными поверхностям 12 зубьев 5 оптимизирует перенос захваченного смазочного материала на эти поверхности. Выполнение торцов 11 пластин 6 скошенными в сторону торцов 4 зубчатого венца позволяет предотвращать перемещение захваченного смазочного материала, захваченного торцами 11 пластин 6 по окружности зазоров между кольцевыми накладками 1 и 2 и торцами 4 зубчатого венца, а задавать этому смазочному материалу перемещение в сторону торцов 4 зубчатого венца и на боковые поверхности 12 зубьев 5. Кроме того, скошенные торцы 11 облегчают проход пластин мимо торцов зубьев 5 (мимо их граней), предотвращая их взаимное заклинивание.
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция смазочного устройства позволяет интенсифицировать процесс рециркуляции смазочного материала, вытесненного с боковых поверхностей зубьев - обратно на эти поверхности. Процесс рециркуляции повторяется для каждого зуба при каждом полном повороте колеса. Это повышает качество смазывания зубьев колеса и снижает интенсивность их изнашивания.