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 с 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 закрытый корпус с ребрами жесткости, расположенными внутри него, и масляной ванной с жидким смазочным материалом, в который погружено нижерасположенное зубчатое колесо передачи. Причем вдоль обоих торцов этого колеса, параллельно им, с зазорами относительно них, расположена пара перегородок в виде плоских прямоугольных пластин, укрепленных понизу на днище корпуса редуктора и перекрывающих в плане часть нижерасположенного зубчатого колеса, погруженную в масляную ванну; вдоль обеих боковых стенок корпуса с ребрами жесткости расположена пара вертикальных профильных пластин, укрепленных на этих ребрах и днище корпуса, плавно огибающих выступы ребер со вписыванием в прилегающие к этим стенкам углы корпуса; в нижних частях профильных пластин выполнены сквозные окна; а высота перегородок и профильных пластин превышает верхний уровень масляной ванны.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатый редуктор - вид спереди в разрезе (фиг. 1), тот же редуктор - вид сбоку в разрезе (фиг. 2), тот же редуктор - вид сверху в разрезе (фиг. 3).
На чертеже показаны: корпус 1 зубчатого редуктора; ребра жесткости 2; масляная ванна с жидким смазочным материалом 3; нижерасположенное зубчатое колесо 4; парное зубчатое колесо 5; перегородки 6; профильные пластины 7; сквозные окна 8; высота h перегородок; верхний уровень ВУ масляной ванны; направление вращения ω нижерасположенного зубчатого колеса (4); направления движения V смазочного материала в масляной ванне.
Зубчатый редуктор содержит закрытый корпус 1 с ребрами жесткости 2, расположенными внутри корпуса (1) под приливами подшипников, в которых установлены валы передачи. Внутри корпуса 1 расположены масляная ванна с жидким смазочным материалом 3, в который погружено нижерасположенное зубчатое колесо 4, смазываемое методом погружения. Вдоль обоих торцов этого колеса, параллельно им и с зазорами относительно них, расположена пара перегородок 6 в виде прямоугольных пластин, укрепленных своей нижней частью на днище редуктора. Перегородки в плане перекрывают часть колеса 4, погруженную в масляную ванну. Вдоль обеих стенок корпуса с ребрами жесткости расположена пара вертикальных профильных пластин, укрепленных на этих ребрах и днище корпуса, плавно огибающих выступы ребер со вписыванием в прилегающие к этим стенкам углы корпуса; в нижних частях этих пластин выполнены сквозные окна. А высота перегородок и профильных пластин превышает верхний уровень масляной ванны.
При работе передачи и вращении ω нижерасположенного колеса 4, погруженного в масляную ванну 3, это колесо, захватывая смазочный материал, перемещает его в плоскости своего вращения, причем это перемещение (V) происходит между двумя перегородками (пластинами) 6. Затем, упираясь в стенку корпуса 1 редуктора, по ходу своего движения, смазочный материал изменяет направление своего движения: часть его поворачивает налево, другая часть - направо, и затем смазочный материал перемещается (V) вдоль обеих боковых стенок корпуса, на которых расположены ребра жесткости 2 - между перегородками 6 и профильными пластинами 7, плавно огибая выступы ребер 2. При этом разнонаправленные потоки отделены друг от друга перегородками 6. Наличие окон 8 обеспечивает контакт и теплообмен между потоками смазочного материала, движущимися между перегородками 6 и пластинами 7, со смазочным материалом, находящимся между пластинами 7 и боковыми стенками корпуса редуктора, что обеспечивает теплообмен между смазочным материалом и стенками корпуса. Минуя участки масляной ванны, в которых расположены перегородки 6, оба потока смазочного материала соединяются вместе в один поток, который захватывается вращающимся колесом 4; и процесс перемещения (V) смазочного материала повторяется в течение всего периода вращения колеса 4.
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого редуктора позволяет разделить разнонаправленные потоки смазочного материала в масляной ванне и обеспечить плавное огибание потоками, проходящими мимо стенок редуктора с ребрами жесткости, эти выступающие вовнутрь корпуса (вовнутрь масляной ванны) ребра. Наличие окон в профильных пластинах позволяет обеспечить теплообмен между смазочным материалом и боковыми стенками редуктора. Предотвращение нежелательного перемешивания смазочного материала, сопровождающееся его вспениванием и взмучиванием осадка в масляной ванне позволяет сохранять требуемые смазочные характеристики смазочного материала и повысить качество смазывания элементов передачи.