ЗУБЧАТЫЙ РЕДУКТОР
TOOTH REDUCER

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, размещенных в закрытых корпусах, - зубчатых редукторах с картерным смазыванием методом погружения.
Известна конструкция зубчатого редуктора, содержащего многоступенчатую зубчатую передачу, размещенную в закрытом корпусе с масляной ванной и смазываемую методом погружения в эту ванну нижерасположенного зубчатого колеса передачи. Для повышения жесткости элементов корпуса редуктора эти элементы снабжены усиливающими ребрами жесткости; в частности, такие ребра (вертикальные) расположены в нижней части корпуса редуктора - между приливами подшипников, в которых установлены валы передачи, и днищем корпуса. Причем эти ребра жесткости расположены снаружи корпуса передачи - см., например, «Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя : в 3-х т. Т. 3. - 5-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1979. - 557 с, ил.», стр. 479, рис. 1.
Недостаток данной конструкции зубчатого редуктора состоит в том, что при расположении ребер жесткости снаружи корпуса редуктора увеличиваются габариты корпуса и площадь его наружной поверхности, выступающие части корпуса увеличивают его загрязнения в период эксплуатации, усложняют наружную очистку корпуса, ухудшают виброакустические характеристики корпуса. Кроме того, такое исполнение корпуса не соответствует современным требованиям технической эстетики.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого редуктора, содержащего зубчатую передачу, размещенную в закрытом корпусе с масляной ванной и смазываемую методом погружения в эту ванну нижерасположенного зубчатого колеса передачи; причем корпус снабжен ребрами жесткости, расположенными с внутренних поверхностей корпуса - см. «Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 1985. - 416 с, ил.», стр. 238.
Недостаток прототипа состоит в том, что ребра жесткости, размещенные внутри корпуса редуктора, расположенные в нижней части корпуса, между приливами подшипников и днищем корпуса, перекрывают масляную ванну в плане и погружены в нее. При вращении погруженного в жидкий смазочный материал ванны нижерасположенного зубчатого колеса передачи, смазываемого методом погружения, смазочный материал перемещается внутри масляной ванны: по центру масляной ванны смазочный материал перемещается в плоскости вращения колеса - от одной стенки корпуса до другой (которые расположены перпендикулярно плоскости вращения колеса) и, упираясь в стенку корпуса, расположенную по направлению вращения колеса, меняет направление своего движения на противоположное. На пути к противоположной стенке корпуса смазочный материал обтекает стенки корпуса, на которых укреплены валы передачи и которые снабжены ребрами жесткости (расположенными внутри корпуса). Эти ребра, располагаясь на пути движения смазочного материала, препятствуют прямолинейному движению смазочного материала; смазочному материалу приходится огибать выступы ребер жесткости, изменяя направление в сторону вращающегося нижерасположенного зубчатого колеса, которое при своем вращении перемещает смазочный материал в противоположном направлении. Необходимость обтекания смазочным материалом выступов ребер жесткости, пересечение потоков смазочного материала приводят к нежелательному смешиванию этих потоков смазочного материала, вследствие чего происходит их вихревое смешивание и вспенивание, осадок на дне масляной ванны взмучивается; кроме того, ухудшается теплообмен между потоками смазочного материала при движении вдоль стенок корпуса с ребрами жесткости. Все это способствует ухудшению характеристик смазочного материала и, как следствие, ухудшает смазывание элементов зубчатой передачи.
Изобретением решается задача оптимизации движения смазочного материала в масляной ванне и повышения качества смазывания элементов зубчатой передачи.
Для этого зубчатый редуктор содержит корпус с ребрами жесткости, расположенными внутри него под приливами подшипников и масляной ванной с жидким смазочным материалом, в который погружено нижерасположенное зубчатое колесо передачи. Причем ребра жесткости выполнены Г-образной формы; горизонтальные части ребер укреплены под приливами подшипников и ориентированы вовнутрь корпуса редуктора, перпендикулярно его стенкам, около которых они расположены; а вертикальные части ребер, в виде плоскостей, укреплены на концах горизонтальных частей ребер и днище корпуса редуктора и расположены перпендикулярно горизонтальным частям ребер с образованием сквозных окон между ребрами и стенками корпуса.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатый редуктор - вид сбоку в разрезе (фиг. 1), тот же редуктор - вид сверху в разрезе (фиг. 2).
1
2
3
На чертежах показаны: масляная ванна с жидким смазочным материалом 1; нижерасположенное зубчатое колесо 2; парное зубчатое колесо 3; вал 4; приливы 5 подшипников; стенки 6 корпуса; горизонтальная часть 7 ребер жесткости; вертикальная часть 8 ребер жесткости; днище 9 корпуса; верхний уровень ВУ масляной ванны; ширина (вылет) C ребер жесткости; ширина С окон ребер жесткости; высота h ребер жесткости; направления вращения ω нижерасположенного зубчатого колеса 2; направления движения V смазочного материала; зазоры С между ребрами жесткости и колесом 2.
1
1
3
Зубчатый редуктор содержит корпус с масляной ванной 1 с жидким смазочным материалом, в которую погружено нижерасположенное зубчатое колесо 2 зубчатой передачи, находящееся в зацеплении с парным зубчатым колесом 3. Колесо 2 укреплено на валу 4, установленном в подшипниках, расположенных в приливах 5. Стенки 6 корпуса усилены ребрами жесткости Г-образной формы. Горизонтальная часть 7 каждого ребра укреплена на приливе 5, перпендикулярно стенке 6 корпуса, с вылетом C вовнутрь корпуса редуктора. Вертикальная часть 8 каждого ребра (в виде плоской пластины) расположена перпендикулярно горизонтальной части 7, параллельно стенке 6 корпуса, и укреплена на части 7 и днище 9 корпуса редуктора. Между вертикальной частью 8 каждого ребра и стенкой 6 корпуса образовано сквозное окно шириной C и высотой h. Между ребрами жесткости (их вертикальными частями и нижерасположенным зубчатым колесом 2) заданы зазоры размером С.
1
При работе редуктора и вращении (ω) зубчатого колеса 2 в масляной ванне 1 смазочный материал масляной ванны приводится в движение этим вращающимся колесом. При этом поток смазочного материала, создаваемый колесом 2, направлен по направлению вращения его части, погруженной в смазочный материал - в сторону противоположной стенки корпуса; упираясь в эту стенку, поток смазочного материала раздваивается на два потока, которые, огибая эту стенку, меняют направление движения на обратное, обтекая при этом стенки 6 корпуса, перпендикулярные плоскости вращения колеса 2 и которые усилены ребрами жесткости. При этом оба потока (обратнонаправленные) смазочного материала протекают через сквозные окна ребер жесткости, не испытывая возмущающегося действия от этих ребер. Выполнение вертикальных частей 8 ребер расположенными параллельно стенкам 6 позволяет уменьшить габарит ребер (их размеры C), кроме того, эти части ребер разделяют два разнонаправленных потока смазочного материала - от вращающегося колеса 2 и обратного.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого редуктора позволяет оптимизировать движение смазочного материала в масляной ванне при вращении в нем нижерасположенного зубчатого колеса, вызывающего это движение. Обеспечивается движение смазочного материала непосредственно вдоль боковых стенок корпуса редуктора, без обтекания им выступающих вовнутрь корпуса ребер жесткости. Помимо снижения возмущающего воздействия на смазочный материал ребрами жесткости обеспечивается лучшая теплопередача от смазочного материала стенками корпуса редуктора, т.к. смазочный материал движется вдоль этих стенок, без обтекания ребер жесткости. Помимо этого осуществляется разделение разнонаправленных потоков смазочного материала друг от друга. Это позволяет снизить возмущающее воздействие на движущийся смазочный материал ребер жесткости и повысить эксплуатационные качества смазочного материала.