Результат интеллектуальной деятельности: СМАЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано для смазывания зубчатых передач ротапринтным способом.

Известно ротапринтное смазочное устройство зубчатой передачи, содержащее смазывающий элемент в виде шестерни, обкатывающей при работе передачи зубья одного из ее смазываемых зубчатых колес. Зубья шестерни изготовлены из прессованного смазочного материала, шестерня установлена к смазываемому зубчатому колесу зубчатой передачи, причем прижатие выполняется по линии, соединяющей центры вращения шестерни и смазываемого колеса (радиальное поджатие), для чего шестерня посредством оси установлена на одном из плеч коромысла, укрепленном в корпусе редуктора, с возможностью поворота в общей плоскости вращения шестерни и колеса, а прижатие выполнено посредством пружины растяжения, укрепленной на корпусе передачи и втором плече коромысла, см., например, Дроздов Ю.Н. и др. Трение и износ в экстремальных условиях: Справочник / Ю.Н. Дроздов, В.Г. Павлов, В.Н. Пучков. - Машиностроение, 1986. - 224 с: ил. - (Основы проектирования машин), стр. 191, 192, рис. 2, а.

Недостаток данного устройства состоит в том, что прижатие смазывающей шестерни к смазываемому колесу осуществляется именно по линии, соединяющей центры их вращения (шестерни и колеса), в то время как смазывать необходимо боковые поверхности зубьев колеса, которые располагаются (в зоне прижатия шестерни к колесу) перпендикулярно линии действия прижимающего усилия. И в этом случае силы трения (скольжения и качения) между сопрягающимися боковыми поверхностями шестерни (несущими смазочный материал) и боковыми (смазываемыми) поверхностями зубьев колеса, которые (эти силы) и обеспечивают перенос смазочного материала с зубьев шестерни на зубья колеса, практически не зависят от прижимающей шестерню к колесу силы. Это приводит к тому, что процесс переноса смазочного материала с зубьев шестерни на зубья колеса является малоэффективным, кроме того, при данной схеме прижатия смазочной шестерни к смазываемому колесу не выдерживается необходимое межосевое расстояние между ними, вследствие этого корни зубьев шестерни упираются в вершины зубьев колеса, что затрудняет взаимное зацепление шестерни и колеса, приводит к усиленному износу корней зубьев шестерни (изготовленных из прессованного смазочного материала), что еще больше ухудшает зацепление шестерни и колеса и может вызывать заклинивание зубьев шестерни во впадинах зубчатого венца колеса.

В качестве прототипа взята конструкция смазочного устройства, реализующего взаимное тангенциальное поднятие зубьев смазывающей шестерни и смазываемого зубчатого колеса, см. описание прототипа (см. выше) - стр. 191, 192, рис. 2, б. Смазочное устройство содержит смазывающую шестерню, зубья которой изготовлены из прессованного смазочного материала, причем шестерня выполнена из двух половин одинаковой формы в плоскости вращения шестерни, обе половины установлены на одной оси и подпружинены относительно друг друга с созданием усилия, стремящегося провернуть обе половины шестерни относительно друг друга в плоскости вращения шестерни. Зубья обеих половин шестерни находятся в зацеплении с зубьями колеса и боковыми поверхностями своих зубьев контактируют при этом с боковыми поверхностями зубьев колеса - отстающие боковые поверхности зубьев одной шестерни контактируют с набегающими боковыми поверхностями зубьев колеса, а набегающие боковые поверхности зубьев другой шестерни контактируют с отстающими боковыми поверхностями зубьев. Такой контакт имеет место для каждой пары смещенных относительно друг друга зубьев обеих половин шестерни в каждой впадине зубчатого венца колеса.

Недостаток прототипа состоит в том, что поджатие зубьев шестерни к зубьям колеса осуществляется посредством взаимного разведения в плоскости вращения шестерни обеих ее половин (разводимых относительно друг друга посредством пружин, стремящихся провернуть обе половины шестерни в противоположных направлениях). При этом зубья обеих половин шестерни (изготовленные из прессованного смазочного материала) контактируют с определенным прижатием, возникающим от воздействия вращающегося колеса и действия пружин, разводящих обе половины шестерни, как с набегающими боковыми поверхностями зубьев колеса, так и с отстающими их боковыми поверхностями. При этом происходит смазывание зубьев колеса, как их набегающих боковых сторон, так и отстающих, что сопровождается изнашиванием зубьев шестерни. А при нереверсивных режимах работы (наиболее частных режимах) зубчатых передач необходимо производить смазывание только набегающих боковых поверхностей зубьев колеса, т.к. именно набегающие поверхности участвуют в зацеплении со вторым (парным) колесом в передаче; поэтому износ зубьев шестерни о боковые отстающие поверхности зубьев колеса нерационален. Кроме того, следует учитывать, что в случае реверсивного режима работы передачи, когда по очереди работают обе боковые поверхности зубьев колеса, при данной конструкции смазочного устройства смазывание каждой отдельной половиной шестерни производится только для половины ширины боковых поверхностей зубьев колеса, а вторая их половина остается несмазанной, что ухудшает режим трения сопрягающихся зубьев парных зубчатых колес.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания.

Для этого смазочное устройство содержит смазочный элемент в виде шестерни, зубья которой изготовлены из прессованного смазочного материала, установленного на оси и находящейся в пассивном зацеплении со смазываемым зубчатым колесом передачи с тангенциальным поджатием к нему; причем смазочный элемент содержит дополнительную шестерню, зубья которой изготовлены из материала с низким коэффициентом трения, установленную на оси смазочной шестерни и находящуюся в пассивном зацеплении со смазываемым зубчатым колесом, зубья смазочной шестерни выполнены максимально уширенными, а зубья дополнительной шестерни - максимально зауженными; обе шестерни установлены на оси с возможностью независимого их вращения относительно друг друга; в теле смазочной шестерни выполнен вырез, в котором расположена пружина растяжения, укрепленная на теле смазочной шестерни и теле дополнительной шестерни с обеспечением возможности их принудительного проворачивания этой пружиной относительно друг друга и обеспечением прижатия при этом зубьев смазочной шестерни к набегающим боковым поверхностям зубьев смазываемого зубчатого колеса и прижатия зубьев дополнительной шестерни к отстающим боковым поверхностям зубьев этого колеса.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: общий вид зубчатой передачи со смазочным элементом - фиг. 1, смазочный элемент (вид со стороны вершин зубьев) - фиг. 2, смазочная шестерня (вид с торца) - фиг. 3, дополнительная шестерня (вид с торца) - фиг. 4, схема взаимодействия зубьев обеих шестерен с зубьями колеса - фиг. 5.

На чертежах показаны: смазочная шестерня 1, ее зубчатый венец с зубьями 2, ось 3, смазываемое зубчатое колесо 4 передачи с зубчатым венцом 5, парное зубчатое колесо 6 передачи с зубчатым венцом 7, дополнительная шестерня 8, ее зубчатый венец 9, вырез 10 в теле смазочной шестерни (1), выступ 11, пружина 12, крепеж 13; направления вращения - обеих шестерен ω₁ зубчатых колес - ω₂, ω₃; вектор F действия пружины (12); реакции R₁ и R₂ между боковыми поверхностями сопряженных зубьев обеих шестерен (2 и 9) с боковыми поверхностями зубьев 5 колеса 4.

Смазочное устройство представляет собой смазочный элемент в виде пары зубчатых шестерен 1 и 8, установленных на одной оси 3 с возможностью независимого вращения относительно друг друга и находящихся в зацеплении со смазываемым зубчатым колесом 5, зубья одной (смазочной) шестерни 1 изготовлены из прессованного смазочного материала, зубья другой (дополнительной) шестерни 8 изготовлены из материала с низким коэффициентом трения (например, из пластмассы). Зубья 2 смазочной шестерни 1 выполнены максимально уширенными, а зубья 9 дополнительной шестерни выполнены максимально зауженными. В теле смазочной шестерни 1 выполнен вырез 10, в котором расположена пружина растяжения 12, эта пружина одним своим концом закреплена на выступе 11, расположенном на теле дополнительной шестерни 8, а вторым своим концом закреплена (13) на теле смазочной шестерни 1. Причем пружина расположена и укреплена между обеими шестернями таким образом, что она стремится провернуть обе шестерни относительно друг друга, при этом зубья (2) смазочной шестерни 1, выполненные из прессованного смазочного материала, оказываются прижатыми к набегающим боковым поверхностям зубьев 5 колеса 4, которые необходимо смазать - для их последующего взаимодействия в процессе работы передачи с рабочими боковыми поверхностями зубьев 7 второго парного зубчатого колеса 6. А зубья 9 дополнительной шестерни 8 оказываются прижатыми с отстающими боковыми поверхностями зубьев 5 колеса 4, которые (поверхности) не участвуют в зацеплении с зубьями 7 колеса 6.

Работает данное смазочное устройство следующим образом.

Предварительно обе шестерни принудительно совмещают зубчатыми венцами (2 и 9) и вводят пару зубьев обеих шестерен (1 и 8) во впадину зубчатого венца 5 колеса 4 (при этом пружина 12 дополнительно растягивается). После прекращения принудительного совмещения зубчатых венцов (2 и 9), под действием пружины 12 эти шестерни (1,8) проворачиваются относительно друг друга, при этом зубья 2 смазочной шестерни 1 (выполненные из прессованного смазочного материала) упираются своими боковыми поверхностями в набегающие (рабочие) боковые поверхности зубьев 5 колеса 4, которые необходимо смазывать; а зубья 9 дополнительной шестерни 8 (выполненные из материала с низким коэффициентом трения) упираются в отстающие боковые поверхности зубьев 5 колеса 4 (которые являются нерабочими и в смазывании не нуждаются). При вращении колеса 4 (ω₂) происходит и вращение (ω₁) обеих шестерен. Разведение шестерен пружиной 12 обеспечивает надежное тангенциальное прижатие зубьев (2 и 9) шестерен (1 и 8) к зубьям 5 колеса 4 и обеспечивает надежное их смазывание (рабочих боковых поверхностей зубьев колеса). При контакте зубьев (2 и 9) шестерен (1 и 8) и зубьев 5 колеса 4 между ними возникают реакции - R₁ и R₂, величины которых могут быть заданы параметрами пружины 12.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция обеспечивает надежное смазывания зубьев смазываемого зубчатого колеса 4 по максимально возможной ширине его зубьев, что способствует стабилизации режима трения между зубьями зубчатых коелс передачи и повышает их долговечность.