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, которые 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 нижних частей скребков перпендикулярными торцам колес, не обеспечивает качественного удаления смазочного материала с торцов колес, т.к. смазочный материал, снимаемый скребками с торцов колес, будет зависать на нижних поверхностях скребков - в силу адгезионного взаимодействия с ними. Это затрудняет возврат смазочного материала обратно в масляную ванну и снижает 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. Поперечные сечения скребков имеют вид треугольника; верхние части скребков расположены под тупым углом к торцам колеса. Причем нижние части скребков расположены под острым углом к торцам колеса.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зубчатая передача со смазочным устройством - общий вид (фиг. 1), нижерасположенное смазываемое зубчатое колесо - вид сбоку в сечении (фиг. 2), фрагмент нижерасположенного смазываемого колеса вид сбоку в разрезе (фиг. 3).
в
1
1
2
На чертеже показаны: масляная ванна 1; жидкий смазочный материал 2 с верхним уровнем ВУ; 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 Ry, описываемая при вращении (ω) колеса точками соприкосновения торцов 8 колеса с верхним уровнем ВУ смазочного материала 2; верхние части 11 скребков 9; нижние части 12 скребков 9; глубина h погружения колеса 3 в масляную ванну; расстояние h2 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 2 и скребкам 9; угол α наклона нижних частей 12 скребков 9 к горизонтали.
в
1
2
1
y
Смазочное устройство зубчатой передачи содержит масляную ванну 1 с жидким смазочным материалом, верхний уровень которого - ВУ. В смазочный материал погружено нижерасположенное, смазываемое, зубчатое колесо 3, находящееся в зацеплении с вышерасположенным парным зубчатым колесом 4. Зубчатый венец 5 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, 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 3 с верхним уровнем ВУ смазочного материала 2. Поперечное сечение скребков 9 имеет вид треугольника. Верхние части 11 скребков расположены под тупым углом к торцам 8 колеса 3, а их нижние части 12 расположены по тупым углом к этим торцам (углом α относительно горизонтали).
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, прилегающие к этим торцевым поверхностям, снимают с них захваченный ими смазочный материал и возвращают его обратно в масляную ванну, не допуская бесцельного перемещения смазочного материала, вращающимся колесом. Наклон (α) нижних частей 12 скребков 9 облегчает такой возврат. Перемещение V захваченного и возвращаемого смазочного материала скребками 9 показано на фиг. 3.
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция смазочного устройства - за счет наклона нижних частей скребков - позволяет обеспечить более качественный съем захваченного смазочного материала торцами колеса и возврат его обратно в масляную ванну. Тем самым повышается качество смазывания колеса.