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.
Известно смазочное устройство зубчатой передачи, содержащее масляную ванну с жидким смазочным материалом, в которую погружено нижнее зубчатое колесо передачи - см., например, «Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит.спец. техникумов. - М.: Высш.шк., 1984. - 336 с., ил.», стр.131, рис.8.1.
Недостаток данной конструкции состоит в том, что она способна обеспечить требуемое качество смазывания для одноступенчатой зубчатой передачи, или многоступенчатой, если нижние зубчатые колеса всех ступеней передачи погружены в масляную ванну; в противном случае - для быстроходной ступени многоступенчатой передачи - требуемое качество смазывания всех зубчатых колес всех ступеней передачи обеспечено не будет, т.к. они в масляную ванну не погружены.
В качестве прототипа взята конструкция смазочного устройства многоступенчатой зубчатой передачи с нижними колесами разного диаметра, из которых нижнее колесо одной ступени (тихоходной), большего диаметра, погружено в масляную ванну, а нижнее колесо другой ступени (быстроходной), меньшего диаметра, смазывается посредством вспомогательной смазочной шестерни, погруженной в масляную ванну и находящейся в зацеплении с расположенным над ней этим колесом - см. «Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш.шк., 1986. - 359 с.: ил.», стр.214, рис.12.33, а.
Недостаток прототипа состоит в том, что смазываемое дополнительной смазочной шестерней колесо, являясь элементом быстроходной ступени передачи, имеет большую скорость вращения; к тому же шестерня имеет, как правило, меньший диаметр, чем диаметр колеса; это ведет к большой окружной скорости вращения шестерни - еще большей, чем колеса; а большая скорость вращения шестерни способствует усиленному взбалтыванию зубьями шестерни смазочного материала, в который погружены эти зубья. Это способствует вспениванию смазочного материала, потере мощности передачи и усилению нагрева смазочного материала - что ухудшает процесс смазывания. Поэтому, для снижения этих негативных явлений, ширину зубчатого венца шестерни делают в 2-3 раза меньше, чем ширина венца смазываемого ею колеса; но при достаточно большой ширине венца колеса, ширина венца шестерни также достаточно велика, что делает взбалтывание смазочного материала значительным. Еще большее уменьшение ширины венца смазочной шестерни ухудшает процесс смазывания смазываемого ею колеса, т.к. при этом смазывание венца колеса происходит не по всей его ширине, а только его части, кроме того, при контактировании сопряженных поверхностей зубьев шестерни и колеса происходит расплющивание слоя смазочного материала, переносимого зубьями шестерни, что уменьшает толщину смазочного слоя, наносимого зубьями шестерни на зубья колеса, это проявляется тем больше, чем больше ширина венца шестерни.
Изобретением решается задача повышения эффективности смазывания.
Для этого смазочное устройство зубчатой передачи содержит смазкоподающий элемент в виде шестерни, установленной в корпусе передачи, шестерня погружена в масляную ванну и находится в зацеплении с расположенным над ней смазываемым колесом быстроходной ступени передачи; причем шестерня выполнена составной, состоящей из нескольких отдельных идентичных шестерен, жестко укрепленных на одной оси и разнесенных на оси вдоль ширины зубчатого венца колеса; из зубчатого венца каждой шестерни, по всей его окружности, с одинаковым шагом вырезан ряд зубьев; количество вырезанных зубьев в каждом шаге для каждой шестерни равно количеству остальных шестерен; а для обеспечения, как минимум однопарного зацепления смазочного элемента, крепление шестерен на оси выполнено со смещением шестерен друг относительно друга в плоскости их вращения с обеспечением зацепления со смазываемым колесом - при его вращении - как минимум, одного из зубьев одной из шестерен; диаметр тела каждой шестерни уменьшен до минимума, а между окружностью этого тела и окружностью впадин зубьев расчетного профиля шестерни расположены радиально ориентированные связи между телом и основаниями зубьев, с поперечным сечением, идентичным проекциям оснований зубьев на тело шестерни.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатой передачи со смазочным устройством - фиг. 1, отдельная смазанная шестерня (вид с торца) - фиг. 2, та же шестерня (в разрезе, вид сбоку) - фиг. 3.
На чертежах показаны: отдельные смазочные шестерни 1, зубчатый венец шестерни с зубьями 2, ось 3, масляная ванна 4, верхний уровень 5 масляной ванны, корпус 6 зубчатой передачи, зубчатый венец 7 смазываемого колеса 8, оси 9 вырезанных зубьев шестерни, окружность 10 вершин зубчатого венца шестерни, окружность 11 впадин зубчатого венца шестерни, окружность 12 тела (1) шестерни, связи 13; ширина Вк зубчатого венца смазываемого зубчатого колеса 8, ширина Вш зубчатого венца шестерни.
Смазочное устройство зубчатой передачи представляет собой смазкоподающий элемент в виде нескольких отдельных шестерен 1 с зубьями 2, жестко укрепленных на общей оси 3, шестерни погружены в масляную ванну 4 с верхним уровнем 5, расположенную в корпусе 6 передачи, смазкоподающий элемент сопряжен с зубчатым венцом вышерасположенного смазываемого зубчатого колеса 8; шестерни 1 разнесены друг относительно друга на оси 3 вдоль зубчатого венца 7 колеса 8, каждая из них имеет ширину Вш своего зубчатого венца. Из зубчатого венца каждой шестерни по всей его окружности с одинаковым шагом вырезан ряд зубьев (их оси на чертеже обозначены - 11), количество вырезанных зубьев (11) в каждом шаге для каждой шестерни равно количеству остальных шестерен; а для обеспечения, как минимум, однопарного зацепления крепление шестерен на оси выполнено со смещением шестерен друг относительно друга в плоскости их вращения, с обеспечением зацепления с колесом 8 при его вращении, как минимум, одного из зубьев 2 одной из шестерен; диаметр тела 1 каждой шестерни уменьшен до минимума, а между окружностью 12 этого тела (1) и окружностью 11 впадин зубьев расчетного профиля шестерни расположены радиально ориентированные связки 13 между телом 1 и основаниями зубьев 2 с поперечным сечением, идентичным проекциям оснований зубьев 2 на тело 1 шестерни.
Работает данное смазочное устройство следующим образом. При вращении зубчатого колеса 8 зубья 7 его зубчатого венца взаимодействуют с зубьями 2 шестерен 1 смазкоподающего элемента, вращая шестерни (1); зубья 2 шестерен, при погружении в масляную ванну 4, захватывают смазочный материал и, при дальнейшем проворачивании, подают его на зубья 7 смазываемого колеса 8. При этом зацепление смазываемого колеса 8 происходит поочередно с каждой отдельной смазочной шестерней 1 (остальные шестерни в зацеплении не участвуют, но при этом проворачиваются на общей оси 3, на которой жестко укреплены все шестерни). Подобранный шаг вырезания части зубьев шестерен позволяет обеспечить плавное вращение смазкопередающего устройства (шестерен).
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция смазочного устройства обладает рядом преимуществ. За счет выполнения смазкоподающего элемента из нескольких шестерен (с меньшей шириной зубчатых венцов Вш, чем одна цельная шестерня) увеличивается общая зона смазывания зубьев 7 колеса 8. Благодаря отсутствию части зубьев 2 зубчатых венцов шестерен уменьшается степень взбалтывания смазочного материала масляной ванны 4 при вращении в них шестерен 1 (качество сопряжения зубьев шестерен и смазываемого колеса не ухудшается); за счет уменьшения диаметра тела 1 шестерни также уменьшается степень взбалтывания смазочного материала в ванне, кроме того, связи 13, наряду с зубьями 2 шестерни, выполняют функцию захвата смазки из масляной ванны и подачи ее на смазываемое зубчатое колесо. Все это повышает качество смазывания.