СМАЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
LUBRICATING DEVICE OF GEARING

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с картерным смазыванием методом погружения и расположением валов в вертикальной плоскости.
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 скачивается 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 взята конструкция смазочного устройства зубчатой передачи по патенту на изобретение РФ №2568632, кл. F16H 57/04, опубл. 20.11.2015 г., Бюл. №32. Сущность его состоит в том, что смазочное устройство зубчатой передачи с картерным смазыванием методом погружения и расположением валов в вертикальной плоскости содержит масляную ванну с жидким смазочным материалом, в которую погружены нижерасположенные смазываемые зубчатые колеса. Каждое это зубчатое колесо снабжено скребками, примыкающими к его торцам и укрепленными неподвижно относительно вращающегося колеса; скребки расположены со стороны выхода вращающегося колеса из масляной ванны, выше верхнего ее уровня, параллельно уровню, с перекрытием торцов колеса и окружностей, описываемых точками соприкосновения торцов колеса с верхним уровнем смазочного материала. Причем скребки в поперечном сечении имеют вид прямоугольного треугольника, нижние части скребков перпендикулярны торцам колеса, а верхние части скребков расположены под углом к этим торцам.
Недостаток прототипа состоит в том, что выполнение нижней части скребков плоскими и перпендикулярными торцам колеса при достаточно большой скорости вращения колеса не будет обеспечивать качественного удаления смазочного материала, захваченного торцами колеса, с этих торцов: при взаимодействии этого смазочного материала с поверхностями скребков будет происходить нежелательное разбрызгивание смазочного материала в стороны от колеса. Это ухудшает качество смазывания.
Изобретением решается задача повышения качества смазывания.
Для этого смазочное устройство зубчатой передачи содержит масляную ванну с жидким смазочным материалом, в которую погружены нижерасположенные смазываемые зубчатые колеса передачи. Каждое колесо со стороны своего выхода при вращении из масляной ванны снабжено парой скребков, прилегающих к его торцам, укрепленных горизонтально, неподвижно относительно вращающегося колеса, выше верхнего уровня смазочного материала ванны, с перекрытием торцов колеса и окружности, описываемой точками соприкосновения торцов вращающегося колеса с верхним уровнем смазочного материала. Верхние поверхности скребков выполнены с наклоном в сторону от торцов колеса. А нижние поверхности скребков, в их поперечном сечении, выполнены дугообразно вогнутыми, со стороны торцов колеса плавно сопряженными с этими торцами, а с противоположной стороны ориентированными вниз по вертикали.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатая передача со смазочным устройством - общий вид (фиг. 1), и фрагмент колеса со смазочным устройством - в сечении (фиг. 2).
в
y
1
2
1
2
На чертежах показаны: масляная ванна 1; смазочный материал 2; нижерасположенное смазываемое зубчатое колесо 3; парное зубчатое колесо 4; зубчатый венец 5; окружность 6 вершин зубчатого венца радиусов R; тело 7 колеса; торцы 8 колеса; скребки 9; окружность 10 радиусом R, описываемая при вращении (ω) колеса точками соприкосновения торцов 8 колеса с верхним уровнем ВУ смазочного материала 2; верхние поверхности 11 скребков 9; нижние поверхности 12 скребков 9; глубина h погружения колеса 3 в масляную ванну; расстояние h от верхнего уровня ВУ смазочного материала 2 до скребков 9; величина перекрытия Δ скребками 9 торцов 8 колеса; величина перекрытия Δ скребками окружности 10; направление вращения ω колеса 3; направление движения V смазочного материала по торцам 8 колеса 3 и скребкам 9.
в
в
1
2
1
y
Смазочное устройство зубчатой передачи содержит масляную ванну 1 с жидким смазочным материалом 2, верхний уровень которого - ВУ. В смазочный материал погружено нижерасположенное смазываемое колесо 3, находящееся в парном зацеплении с вышерасположенным зубчатым колесом 4. Зубчатый венец 5 колеса 3 с окружностью вершин 6 радиусом R и часть тела 7 этого колеса 3 с окружностью вершин 6 радиусом R и часть тела 7 этого колеса погружены (h) в смазочный материал 2 масляной ванны 1. Со стороны выхода вращающегося (ω) колеса из масляной ванны, с обоих торцов 8 колеса, с прилеганием к этим торцам, укреплена горизонтально, пара неподвижно относительно вращающегося колеса и выше (h) верхнего уровня ВУ смазочного материала 2 пара скребков 9. Скребки перекрывают торцы 8 колеса (на величину Δ) и окружность 10 радиусом R, описываемую точками соприкосновения торцов 8 вращающегося колеса с верхним уровнем ВУ смазочного материала 2. Верхние поверхности 11 скребков 9 выполнены с наклоном в сторону от торцов 8 колеса. А нижние поверхности 12 скребков 9, в их поперечном сечении, выполнены дугообразно вогнутыми, со стороны торцов колеса плавно сопряженными с этими торцами, а с противоположной стороны ориентированными вниз по вертикали.
1
При вращении ω колеса 3, погруженного (h) в смазочный материал 2 масляной ванны 1, этот смазочный материал захватывается не только зубьями его зубчатого венца 5, нуждающимися в смазывании, но и торцевыми поверхностями 8 колеса, которые в смазывании не нуждаются. Скребки 9, примыкающие к этим торцевым поверхностям, снимают с них излишне захваченный смазочный материал и возвращают его обратно в масляную ванну, предотвращая бесцельное перемещение этого смазочного материала вращающимся колесом. Выполнение нижних поверхностей 12 скребков 9 дугообразно вогнутыми и плавно сопряженными с торцами 8 колеса позволяет обеспечить качественный съем смазочного материала при достаточно больших скоростях вращения колеса 3. Ориентация поверхностей 12 с внешней стороны скребков вниз по вертикали обеспечивает более качественный возврат смазочного материала обратно в масляную ванну, не допуская его разбрызгивания. Перемещение V смазочного материала в процессе его съема с торцов 8 колеса скребками 9 и возврат его в смазочную ванну показан на фиг. 2.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция смазочного устройства позволяет осуществлять более качественно съем излишнего смазочного материала с торцов колеса и возврат его в смазочную ванну при достаточно больших скоростях вращения колеса. Тем самым повышается качество смазывания.