СМАЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
GEAR LUBRICATING DEVICE

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 одни и те же боковые поверхности зубьев смазываемого вспомогательной шестерней зубчатого колеса, являясь рабочими поверхностями, контактируют как с боковыми (рабочими) поверхностями зубьев вспомогательной шестерни, так а с боковыми (рабочими) поверхностями зубьев парного с этим зубчатым колесом второго зубчатого колеса передачи, получая из ванны смазочный материал посредством шестерни, и подавая его в зону сопряжения со вторым зубчатым колесом. При этом рабочие боковые поверхности зубьев шестерни, сопрягаясь с рабочими боковыми поверхностями зубьев парного с ней колеса (их взаимное сопряжение сопровождается их взаимным нагружением и трением между сопряженными поверхностями), продавливают, истирают нанесенный на рабочие поверхности зубьев сопряженного колеса слой смазочного материала, полученный перед сопряжением от предыдущих (при вращении шестерни) боковых (нерабочих) поверхностей зубьев шестерни - вследствие срыва смазочного материала с зубьев шестерни и набрызга на зубья колеса. Удаление смазочного слоя с зубьев колеса зубьями шестерни уменьшает количество смазочного материала, полученного первым колесом (сопряженным с шестерней), тем самым, уменьшается количество смазочного материала, переносимого зубьями этого (парного) зубчатого колеса в зону зацепления со вторым (парным) зубчатым колесом. Это ухудшает режим трения обоих (первого и второго) зубчатых колес, интенсифицируя процессы трения их сопрягающихся зубьев и, соответственно интенсифицируя процессы их изнашивания.
Кроме того, боковые (нерабочие) поверхности зубьев смазочной шестерни, захватывающие смазочный материал из масляной ванны и переносящие его на зубья смазываемого зубчатого колеса, имеют выпуклую форму; это способствует срыву с них смазочного материала в процессе вращения смазочной шестерни от масляной ванны к смазываемому зубчатому колесу, это приводит к потере части смазочного материала, захваченного этими поверхностями и ухудшению смазывания смазываемого шестерней зубчатого колеса.
Изобретением решается задача повышения качества смазывания.
Для этого смазочное устройство быстроходной ступени многоступенчатой зубчатой передачи с картерным смазыванием методом погружения содержит вспомогательную смазочную шестерню, установленную в корпусе передачи, погруженную в масляную ванну и находящуюся в зацеплении с расположенным над ней колесом быстроходной ступени передачи; причем часть тела каждого зуба, смазочной шестерни, прилегающая к его боковой нерабочей поверхности, вырезана двумя плоскостями: одна плоскость рассекает зуб по всей его ширине и высоте параллельно радиальной плоскости симметрии зуба и перпендикулярно его торцам; вторая плоскость направлена от линии пересечения боковой нерабочей поверхности с окружностью впадин зубьев перпендикулярно радиальной плоскости симметрии зуба; часть тела зуба смазочной шестерни, прилегающая к его боковой рабочей поверхности и обоим торцам зуба, вырезана симметрично относительно окружной плоскости симметрии зуба, с сохранением части рабочей боковой поверхности зуба по всей высоте зуба, шестью плоскостями: две плоскости направлены от вершины зуба от линии пересечения вершины с радиальной плоскостью симметрии до окружности впадин шестерни, не доходя до линии пересечения боковой рабочей поверхности зуба с этой окружностью; две плоскости направлены от линии пересечения рабочей боковой поверхности с окружностью впадин зубьев; две плоскости параллельны торцам зуба и рассекают его по всей высоте на одинаковом расстоянии от радиальной плоскости симметрии зуба.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зубчатая передача со смазочным устройством - фиг. 1, зуб смазочной шестерни (вид с торца) - фиг. 2, зуб смазочной шестерни (вид сбоку) - фиг. 3, зуб смазочной шестерни (вид с вершины) - фиг. 4.
На чертеже показаны: смазочная шестерня 1; зуб 2 смазочной шестерни; боковая нерабочая поверхность 3 зуба смазочной шестерни; боковая рабочая поверхность 4 зуба смазочной шестерни; зубчатое колесо 5, парное шестерне (1); зубья 6 парного колеса (5); боковая рабочая поверхность 7 зуба парного колеса; второе зубчатое колесо 8 зубчатой передачи; зубья 9 второго колеса (8); боковая рабочая поверхность 10 зуба второго колеса; масляная ванна 11; корпус 12 передачи; вершина 13 зуба шестерни; торец 14 зуба шестерни; окружность впадин зубьев 15 шестерни; ось симметрии 16 зуба шестерни в плоскости ее вращения; ось радиально (плоскость) симметрии 17 зуба шестерни со стороны его торца 914); секущие плоскости 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25; размеры ширины: зубчатого венца шестерни - В, невырезанной части зуба - в1, вырезанной части зуба - в2; направления вращения: смазываемого смазочной шестерней колеса 1 - ω1, смазочной шестерни - ω2, парного зубчатого колеса - ω3; толщина l невырезанной части вершин 13 зубьев 2 шестерни.
Смазочное устройство зубчатой передачи включает дополнительную смазочную шестерню 1, зубья 2 которой своими рабочими боковыми поверхностями 4 находятся в зацеплении со смазываемым зубчатым колесом 5 (посредством боковых рабочих поверхностей 7 его зубьев 6). Это колесо (3) находится в зацеплении с парным колесом 8 зубчатой передачи (посредством боковых рабочих поверхностей 10 его зубьев 9). Зубья 2 смазочной шестерни 1 погружены в масляную ванну 11, расположенную в корпусе 12 передачи. Части зубьев 2 смазочной шестерни 1 вырезаны по нескольким плоскостям. Плоскости 18 и 19 вырезают зубья 2 со стороны боковых нерабочих поверхностей 3 зубьев: плоскость 18 параллельна оси симметрии 17 зуба со стороны его торца и перпендикулярна его торцам 14, при этом остается невырезанной половина (l) толщины вершины 13 зуба; плоскость 19 перпендикулярна оси симметрии 17 и примыкает к линии пересечения основания зуба с окружностью впадин зубьев 15. Плоскости 20, 21, 22, 23, 24, 25 отсекают части зуба 2 со стороны его боковой рабочей поверхности 4. Плоскости 20 и 21 ориентированы перпендикулярно торцам 14 зуба и направлены от линии пересечения оси симметрии 17 зуба с его вершиной 13 до линии пересечения основания зуба с окружностью впадин зубьев 15, не доходя до нее; плоскости 22 и 23 ориентированы перпендикулярно оси симметрии 17 зуба и перпендикулярны ей. Плоскости 24 и 25 ориентированы параллельно торцам 14 зуба. При этом со стороны боковой рабочей поверхности 4 зуба 2 образуются три участка: участок невырезанной боковой рабочей поверхности 4 - шириной в1 и два участка вырезанных частей зуба - шириной в2 (при общей ширине венца зуба 2 - В).
Работает данное смазочное устройство следующим образом. При вращении ω1 смазываемого шестерней 1 зубчатого колеса 5 происходит вращение (ω2) и самой шестерни 1, находящейся в зацеплении с боковыми рабочими поверхностями 7 его зубьев 6. Зубья 2 шестерни 1, погруженные в масляную ванну 11, захватывают из нее смазочный материал - своими боковыми нерабочими сторонами (плоскостями 18 вырезанных с этих сторон частей зубьев) - и подают захваченный смазочный материал на зубья 6 смазываемого зубчатого колеса 5, которые затем (смазанные) вступают в зацепление с зубьями 9 парного зубчатого колеса 8 зубчатой передачи. Выполнение нерабочих боковых поверхностей зубьев 2 шестерни 1 в виде плоскостей (18) позволяет более качественно захватывать из масляной ванны смазочный материал и переносить его на зубья 6 смазываемого колеса 5 с меньшими потерями. За счет уменьшения ширины боковых рабочих поверхностей 4 шестерни (шириной В1), контактирующих с боковыми рабочими поверхностями 7 зубьев 6 смазываемого колеса 5 уменьшается степень расплющивания нанесенного на рабочие боковые поверхности 7 зубьев 6 колеса 5 смазочного материала (опережающими зубьями шестерни); это позволяет доставить зубья 6 колеса 5 в зону зацепления с зубьями 9 колеса 8 более полный слой смазочного материала, повышая качество смазывания зоны сопряжения зубьев парных колес зубчатой передачи (5 и 6). Вырезание частей зубьев шестерни не снижает ее прочности, т.к. воспринимаемая зубьями шестерни нагрузка невелика.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция смазочного устройства позволяет повысить качество захвата смазочной шестерней смазочного материала из масляной ванны и переноса его на смазываемое зубчатое колесо и снизить разбрызгивание смазочного материала в процессе переноса (за счет плоских поверхностей зубьев шестерни со стороны их нерабочих поверхностей); кроме того, снижается зона и величина расплющивания смазочного слоя, наносимого на зубья смазываемого колеса (за счет уменьшения ширины рабочих поверхностей зубьев шестерни, контактирующих с зубьями смазываемого зубчатого колеса). Все это позволяет повысить качество смазывания. Кроме того, за счет вырезов части тел зубьев, снижается материалоемкость смазочной шестерни.