СМАЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
GEAR LUBRICATING DEVICE

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения.
Известно смазочное устройство зубчатой передачи с картерным смазыванием методом погружения, содержащее масляную ванну с жидким смазочным материалом, расположенную в корпусе передачи и в которую погружены нижерасположенные зубчатые колеса передачи - см., например, «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. 149, рис. 11.2.
Недостаток данного смазочного устройства состоит в том, что погруженные в масляную ванну зубчатые колеса захватывают в процессе своего вращения смазочный материал из ванны не только боковыми (рабочими) поверхностями своих зубьев, участвующими в зацеплении (и в трении) зубьями парных зубчатых колес передачи, но также и торцевыми поверхностями своих зубчатых венцов и торцевыми поверхностями своих тел, погружаемыми при вращении нижерасположенных колес в масляную ванну (а эти поверхности в процессе зацепления зубьев сопряженных зубчатых колес не участвуют и поэтому в смазывании не нуждаются). Захваченный этими поверхностями из масляной ванны смазочный материал в процессе вращения нижерасположенных колес смазывает остальные поверхности тел этих колес (не погружаемых при их вращении в масляную ванну); на это расходуется определенное количество смазочного материала (которое может быть значительным при больших диаметрах этих зубчатых колес); попавший на эти поверхности смазочный материал, контактируя с окружающим воздухом, подвергается окислению, что ухудшает эксплуатационные свойства смазочного материала (а поверхность такого контакта может быть значительной - при больших диаметрах колес); смазочный материал, попавший на эти поверхности, подвержен запылению и загрязнению из окружающего воздуха (особенно - при открытых или полузакрытых зубчатых передачах); под действием центробежных сил смазочный материал срывается с торцевых поверхностей, распыляясь в окружающем воздухе, контактируя с ним, при этом происходит окисление (и загрязнение) смазочного материала окружающим воздухом, что также ухудшает эксплуатационные свойства смазочного материала.
В качестве прототипа взята конструкция смазочного устройства зубчатой передачи по патенту на изобретение РФ №2583417, кл. F16Н 57/04, опубл. 10.05.2016 г., Бюл. №13. Сущность его состоит в том, что оно содержит масляную ванну с жидким смазочным материалом, расположенную в корпусе зубчатой передачи и в которую погружено нижерасположенное зубчатое колесо передачи, состоящее из тела в виде диска и зубчатого венца. С каждого из обоих своих торцов, со стороны своего выхода при вращении из масляной ванны, колесо снабжено плоским скребком, укрепленным на корпусе передачи, неподвижно относительно вращающегося колеса, перпендикулярно торцу колеса, с прилеганием к этому торцу под острым углом относительно набегания на него вращающегося колеса, с перекрытием вершин зубчатого венца и окружности, описываемой точками соприкосновения поверхности торца колеса с верхним уровнем смазочного материала масляной ванны. При работе передачи и вращении нижерасположенного колеса скребки снимают с торцов колеса захваченный ими смазочный материал и возвращают его обратно в масляную ванну, предотвращая бесцельное перемещение этими торцами захватываемого смазочного материала, что повышает качество процесса смазывания.
Недостаток прототипа состоит в том, что конструкция смазкоудаляющих скребков предназначена для работы с зубчатыми колесами, у которых торцы зубчатых венцов и торцы тел колес расположены в одной плоскости. Данные скребки неработоспособны, в частности, если колеса имеют другую конструкцию - когда габариты торцов зубчатых венцов (расположенных на ободах) выходят за габариты тел колес (когда ширина зубчатых венцов (и ободов) больше толщины тел колес). В этом случае внутренние поверхности ободов будут, захватывая смазочный материал из масляной ванны, перемещать его по окружности колеса при его вращении. Это ухудшает качество процесса смазывания зубчатой передачи.
Изобретением решается задача обеспечения качества смазывания зубчатой передачи и обеспечения работоспособности смазкоудаляющих скребков при выполнении колес, у которых ободы с зубчатыми венцами выступают за габариты дисков тел зубчатых колес.
Для этого смазочное устройство зубчатой передачи содержит масляную ванну с жидким смазочным материалом, расположенную в корпусе передачи и в которую погружено нижерасположенное зубчатое колесо, состоящее из тела в виде диска со ступицей, обода и зубчатого венца, у которого ширина обода больше толщины диска, и которое с каждого из обоих своих торцов, со стороны выхода при своем вращении из масляной ванны, снабжено плоским скребком, укрепленным на корпусе передачи неподвижно относительно вращающегося колеса, перпендикулярно торцу колеса с прилеганием к этому торцу под острым углом относительно набегания на него вращающегося колеса, с перекрытием вершин зубчатого венца и окружности, описываемой точками соприкосновения поверхности торца колеса с верхним уровнем смазочного материала масляной ванны. Причем каждый скребок, расположенный со стороны торца колеса, у которого габарит обода выходит за габарит диска тела, выполнен в виде Z-образного элемента, одна крайняя часть которого прилегает к торцу диска тела, другая крайняя часть которого прилегает к торцам обода и зубчатого венца, а средняя часть которого прилегает к внутренней поверхности обода.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зубчатая передача со смазочным устройством - вид сбоку (фиг. 1) и нижерасположенное зубчатое колесо в сечении (фиг. 2.).
1
2
b
o
вн
см
1
2
3
см
1
2
а
а
а
На чертеже показаны: масляная ванна 1, корпус 2 зубчатой передачи, зубчатые колеса передачи, диск 5 тела колеса (3), обод 7, зубчатый венец 8, скребки 9 и 10, внутренняя поверхность 11 обода (7); ширина В обода (и зубчатого венца); толщина С диска тела; верхний уровень смазочного материала масляной ванны - ВУ; глубина h погружения колеса (3) в масляную ванну; расстояние h от центра колеса (3) до ВУ; радиус R окружности вершин зубчатого венца; радиус R окружности оснований зубчатого венца; радиус R внутренней поверхности обода; радиус R окружности, описываемой точками тела торцов колеса, погружаемыми в масляную ванну; разница  между В и С; величина  перекрытия скребками зубчатого венца; величина  перекрытия скребками окружности радиусом R; угол α наклона скребков; направления вращения колес 3 и 4 - ω и ω; направление V возвращения смазочного материала обратно в масляную ванну.
а
а
а
а
b
o
об
1
1
2
см
2
1
3
1
Смазочное устройство зубчатой передачи содержит масляную ванну с жидким смазочным материалом 1, расположенную в корпусе 2 зубчатой передачи, и в которую погружено нижерасположенное зубчатое колесо 3 передачи, сопряженное с парным зубчатым колесом 4. Верхний уровень смазочного материала ВУ. Нижерасположенное зубчатое колесо (3) состоит из тела в виде диска 5 со ступицей 6, обода 7 и зубчатого венца 8. Ширина обода (и зубчатого венца) - В, толщина диска (5) - С. Обод 7 (с зубчатым венцом 8) расположен ассиметрично относительно диска 5 тела колеса, с одного торца колеса габарит обода (с зубчатым венцом) выступает за габарит диска на величину 1. Радиус окружности вершин зубчатого венца - R, радиус окружности оснований зубчатого венца - R, радиус внутренней поверхности обода - R. Глубина погружения колеса (3) в масляную ванну - h, расстояние от центра колеса (3) до верхнего уровня (ВУ) смазочного материала 1 масляной ванны - кг. С обоих торцов колеса, со стороны выхода его при вращении (ω) из масляной ванны, установлена пара плоских скребков - 9 и 10, укрепленных на неподвижном относительно вращающегося колеса основании (корпусе 2) передачи. Скребки расположены перпендикулярно торцам колеса (3), под острым углом α относительно набегания на них вращающегося колеса (3). Скребки перекрывают зубчатый венец (8) на величину  и перекрывают окружность (радиусом R (равным h)), описываемую точками соприкосновения поверхностей торцов колеса (3) с верхним уровнем (ВУ) смазочного материала 1 масляной ванны при вращении (ω) колеса (3) - на величину . Скребок (9), расположенный со стороны торца колеса, у которого обод (7) с зубчатым венцом (8) расположены в одной плоскости с диском 5 тела колеса, выполнен в форме плоского прямоугольника. Второй скребок (10), расположенный со стороны другого торца колеса (3), у которого габарит обода (7) с зубчатым венцом (8) выступает за габарит диска (5) тела (на величину ), выполнен в виде Z-образного элемента, одна крайняя часть которого прилегает к торцу диска (5) тела, другая крайняя ее часть прилегает к торцу обода (7) и зубчатого венца (8), а средняя часть этого скребка прилегает к внутренней поверхности 11 обода (7). При конструкциях колес, у которых ободы выступают за габариты дисков их тел со стороны обоих торцов колес, оба скребка выполняются Z-образной формы.
1
При работе передачи и вращении колеса 3 поверхности колеса, погружаемые (на глубину h) в жидкий смазочный материал 1 масляной ванны, захватывают из нее этот смазочный материал. Захватывание смазочного материала зубьями зубчатого венца колеса обеспечивает смазывание зоны трения парных зубчатых колес. Захват смазочного материала торцами колеса и внутренней поверхностью обода, выступающего за габарит диска тела колеса, нежелательно, и скребки 9 и 10 позволяют удалять этот захваченный материал обратно в масляную ванну - по направлению V - своими поверхностями, обращенными в сторону набегания на скребки нежелательно захватываемого смазочного материала.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция смазочного устройства позволяет предотвращать нежелательные захваты смазочного материала из масляной ванны и возвращать его обратно в масляную ванну, конкретно - при конструкции колес, у которых габарит обода с зубчатым венцом выходит за габарит диска тела колеса. Это повышает качество процесса смазывания колес подобной конструкции.