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, смазываемой жидким смазочным материалом методом погружения, содержащее ванну с жидким смазочным материалом, в который погружено нижерасположенное зубчатое колесо передачи - см., например, «Иванов М.Н. Детали машин: учеб. для машиностр. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1984 - 336 с., ил.», стр. 138, рис. 8.37. Нижерасположенное зубчатое колесо, погруженное в жидкий смазочный материал масляной ванны, захватывает этот смазочный материал своими зубьями при вращении колеса и переносит его в зону зацепления с парным зубчатым колесом, осуществляя смазывание сопряженных зубьев парных колес передачи. При данном способе смазывания погруженным в смазочный материал является тихоходное колесо передачи, величина погружения этого колеса в смазочный материал - до трети его радиуса.
Недостаток данного смазочного устройства состоит в том, что количество смазочного материала, захватываемого нижерасположенным зубчатым колесом из масляной ванны, может быть недостаточным для обеспечения нормального смазывания трущихся зубьев сопряженных парных зубчатых колес; помимо этого, в процессе поворота нижерасположенного зубчатого колеса, изначально захваченный его зубьями смазочный материал теряется (стекание, влияние центробежной силы).
В качестве прототипа взято смазочное устройство зубчатой передачи, смазываемой жидким смазочным материалом методом погружения, содержащее масляную ванну с жидким смазочным материалом, в который погружено тихоходное нижерасположенное зубчатое колесо передачи. Валы передачи расположены в горизонтальной плоскости. Нижерасположенное зубчатое колесо состоит из тела в виде диска со ступицей и обода с зубчатым венцом, а ширина обода больше толщины диска тела - «Гузенков П.Г. Детали машин: учеб. для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил.», стр. 211, рис. 12.30. Нижерасположенное зубчатое колесо при своем вращении захватывает зубьями своего зубчатого венца смазочный материал из масляной ванны и переносит его в зону трения с парным зубчатым колесом, осуществляя смазывание этой зоны, а смазанные зубья этого парного колеса осуществляют смазывание зоны зацепления с зубчатым колесом следующей ступени передачи.
Недостатки прототипа - те же, что и у аналога. Кроме того, в случае, если у нижерасположенного зубчатого колеса, погруженного в жидкий смазочный материал масляной ванны, ширина обода с зубчатым венцом больше толщины диска тела колеса, этот обод внутренними поверхностями своих частей, выходящих за габариты диска тела, захватывает смазочный материал из масляной ванны и, при вращении колеса, бесцельно перемещает этот смазочный материал - по внутренней поверхности обода. Кроме того, смазочный материал захватывается из масляной ванны также и частями поверхностей торцов диска тела, прилегающими к внутренним поверхностям обода и погружаемыми при вращении колеса в масляную ванну, и также бесцельно перемещается по окружности диска тела при вращении колеса. Все это ухудшает процесс смазывания зубчатой передачи.
Изобретением решается задача повышения качества смазывания трущихся элементов зубчатой передачи.
Для этого смазочное устройство зубчатой передачи содержит масляную ванну с жидким смазочным материалом, в который погружено нижерасположенное зубчатое колесо передачи, состоящее из тела в виде диска со ступицей и обода с зубчатым венцом, и у которого ширина обода больше толщины диска тела. Причем на каждом торце обода, габарит которого выходит за габарит диска тела, укреплено плоское кольцо, наружный радиус которого не больше радиуса окружности оснований зубчатого венца, а внутренний радиус меньше радиуса внутренней поверхности обода и больше радиуса окружности, описываемой точками соприкосновения торца диска с верхним уровнем смазочного материала масляной ванны при вращении колеса. Между этим кольцом и торцом диска тела по вертикальной оси симметрии торца колеса, радиально колесу, над ступицей, перпендикулярно торцу колеса, установлен плоский скребок, прилегающий к торцу диска и внутренним поверхностям обода и кольца. Высота скребка не меньше глубины погружения диска тела в смазочный материал масляной ванны. Под скребком установлена маслоприемная емкость, снабженная маслоотводящим лотком, подведенным к зонам трения элементов зубчатой передачи, нуждающихся в смазывании жидким смазочным материалом. Скребок, емкость и лоток укреплены на неподвижном относительно вращающегося колеса основании.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: схема зубчатой передачи (фиг. 1) и смазочное устройство - вид спереди (фиг. 2) и вид сбоку (фиг. 3).
в
o
вн
1
1
см
к
2
3
2
1
2
3
a
a
a
На чертеже показаны: корпус 1 масляной ванны, жидкий смазочный материал 2, нижерасположенное зубчатое колесо 3, сопряженные зубчатые колеса 4 и 5, диск 6 тела зубчатого колеса (3), ступица 7, обод 8, зубчатый венец с зубьями 9, кольца 10, скребки 11, неподвижное основание 12, маслоприемные емкости 13, смазкоотводящие лотки 14; радиус R окружности вершин зубчатого венца; радиус R окружности оснований зубчатого венца; радиус R внутренней поверхности обода; ширина B обода (зубчатого венца); толщина C диска тела; превышение габаритов торцов обода габаритов торцов диска тела - ; глубина h погружения диска (6) в смазочный материал (2) масляной ванны; внутренний радиус R смоченной смазочным материалом масляной ванны поверхности торцов диска (6) при вращении колеса; внутренний радиус R колец (10); ширина  скребков; высота  скребков; высота h низа маслоприемной емкости (13) относительно центра ступицы (7); направления вращения колес - ω, ω, ω.
в
о
вн
1
1
1
см
o
к
см
3
1
a
a
Смазочное устройство зубчатой передачи содержит масляную ванну 1 с жидким смазочным материалом 2, в который погружено нижерасположенное зубчатое колесо 3 передачи, связанное кинематически с остальными колесами (4 и 5) передачи. Валы колес передачи расположены в горизонтальной плоскости. Колесо 3 состоит из тела в виде диска 6 со ступицей 7 и обода 8 с зубчатым венцом 9. Радиус окружности вершин зубчатого венца - R, радиус окружности оснований зубчатого венца - R, радиус внутренней поверхности обода - R. Ширина обода (и зубчатого венца) - B, толщина диска 6 тела - C, габариты торцов обода превышают габариты торцов диска на величину . Диск 6 тела погружен в смазочный материал 2 масляной ванны на глубину h, при вращении ω колеса 3 внутренний радиус смоченной смазочным материалом 2 масляной ванны поверхности торцов диска 6 - R. На торцах обода 8 укреплена пара плоских колец 10, наружный радиус которых не больше R, внутренний радиус колец - R, который больше радиуса R. Со стороны каждого торца колеса, по вертикальной оси его симметрии, радиально колесу, над ступицей 7, между этим торцом и кольцом 10, с прилеганием к торцу диска 6, внутренней поверхности кольца 10 и внутренней поверхности обода 8, установлен плоский скребок 11, укрепленный на основании 12, неподвижном относительно вращающегося колеса (3). Размер скребков по радиусу колеса (высота  скребков) - не меньше размера h. Под скребками 11 распложены маслоприемные емкости 13, укрепленные на основании 11 и снабженные маслоотводящими лотками 14, подведенными к зонам трения элементов зубчатой передачи (зубчатые колеса, подшипники валов), нуждающихся в смазывании жидким смазочным материалом (не показано). Лотки установлены на основании 11, с наклоном в сторону этих зон трения.
1
1
1
к
см
1
При работе передачи и вращении ω колеса 3 зубья его зубчатого венца 9 захватывают при своем погружении в жидкий смазочный материал 2 масляной ванны 1 этот смазочный материал и приносят его в зону зацепления с парным сопряженным зубчатым колесом 4, смазывая зону трения зубьев колес 3 и 4; смазанные зубья колеса 4, сопрягаясь с зубьями колеса 5, смазывают зону трения зубьев колес 4 и 5. Одновременно с этим, при вращении (ω) колеса 3, смазочный материал 2 из масляной ванны 1 захватывается внутренними полостями, образованными внутренней поверхностью обода 8, торцами диска 6 и внутренними поверхностями колец 10. Смазочный материал 2 затекает в эти полости при погружении (h) в масляную ванну диска 6 - благодаря разнице в радиусах R и R. Захваченный этими полостями смазочный материал переносится при вращении (ω) колеса 3 к скребкам 11, снимается ими и попадает в маслоприемные емкости 13, откуда - по лоткам 14 - подается самотеком к зонам трения элементов передачи (зубчатые колеса, подшипники валов), нуждающихся в смазывании жидким смазочным материалом.
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция смазочного устройства зубчатой передачи позволяет не только осуществлять подачу смазочного материала в зоны зацепления зубьев зубчатых колес передачи путем захватывания смазочного материала из масляной ванны зубьями нижерасположенного зубчатого колеса, погруженного в масляную ванну, но также и плоскостями между торцами диска 6, внутренней поверхностью обода 8 и кольцами 10. Тем самым предотвращается бесцельное перемещение смазочного материала - в процессе вращения колеса - захватываемого внутренней поверхностью обода 8. Кольца 10 позволяют увеличить количество захватываемого этой поверхностью смазочного материала (путем образования полостей), обеспечить дополнительное смазывания элементов зубчатой передачи. Это повышает качество смазывания элементов передачи.