Результат интеллектуальной деятельности: СМАЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, зубчатые колеса которых смазываются пластичными смазочными материалами.

Известно смазочное устройство зубчатого колеса, представляющее собой лопатку, посредством которой пластичный смазочный материал периодически вручную наносится на боковые (рабочие) поверхности зубьев зубчатого колеса, см., например, «Одноковшовый универсальный экскаватор Э-652 Б. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Машиностроение, 1973».

Недостаток данного смазочного устройства состоит в низкой производительности, высокой трудоемкости и недолговечности нанесенного на поверхности зубьев колеса слоя смазочного материала - вследствие вытеснения его с этих поверхностей при работе колеса в передаче зубьями сопряженного парного зубчатого колеса.

В качестве прототипа взято смазочное устройство по АС СССР №1618972, кл. F16Н 57/04, опубл. 07.01.91 г., бюл. №1. Сущность его состоит в том, что с обоих торцов зубчатого колеса расположена пара кольцевых накладок, наружный диаметр которых равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, а внутренний диаметр меньше диаметра окружности оснований зубьев. Накладки укреплены на торцах тела колеса, прилегающих к зубчатому венцу, с зазорами относительно торцов зубчатого венца. Зазоры между накладками и торцами зубьев образуют смазочные карманы для пластичного смазочного материала, вытесняемого с боковых (рабочих) поверхностей зубьев. Из этих смазочных карманов смазочный материал подпитывает трущиеся боковые поверхности зубьев. Рециркуляция смазочного материала на эти поверхности происходит вследствие адгезионных свойств смазочного материала.

Недостаток прототипа состоит в том, что рециркуляция смазочного материала незначительна - вследствие незначительной скорости этой рециркуляции при действии адгезионных свойств смазочного материала. А вытеснение смазочного материала с боковых поверхностей зубьев превалирует над процессами рециркуляции, т.к. вытеснение осуществляется при каждом контакте боковых поверхностей зубьев с зубьями парного колеса в передаче, кроме того, это вытеснение происходит вследствие механических воздействий на смазочный материал сопряженных зубьев парных зубчатых колес, а это воздействие гораздо значительнее, чем воздействие на смазочный материал адгезионных сил.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания боковых поверхностей зубьев колеса.

Для этого смазочное устройство зубчатого колеса содержит пару кольцевых накладок, расположенных с обоих торцов колеса. Наружный диаметр накладок равен диаметру окружности вершин зубчатого венца колеса, их внутренний диаметр меньше диаметра окружности оснований зубьев. Накладки укреплены на торцах тела колеса, с зазорами относительно торцов зубчатого венца. Причем в каждом зазоре расположена плоская пластина, поверхности которой параллельны плоскости вращения колеса; пластины расположены симметрично друг относительно друга; своей верхней частью, расположенной выше вершин зубчатого венца, пластины жестко укреплены на основании, неподвижном относительно вращающегося колеса; пластины заполняют зазоры по всему из радиальному сечению, с обеспечением возможности свободного вращения колеса относительно пластин; торцы пластин, обращенные к центру колеса, эквидистантны окружностям внутренних поверхностей кольцевых накладок, к которым они обращены; торцы пластин, расположенные вдоль высоты зубчатого венца, ориентированы радиально колеса; торцы, расположенные со стороны набегания на них, при вращении колеса зубьев, скошены в сторону торцов зубчатого венца; во впадинах зубчатого венца укреплены вставки, вписанные в осевой зазор колеса (в передаче); а ширина пластин превышает размер оснований впадин зубчатого венца.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображен фрагмент зубчатого колеса со смазочным устройством: вид с торца колеса - фиг. 1; то же, вид с боку - фиг. 2 и 3.

На чертежах показаны: кольцевые накладки 1 и 2; тело 3 колеса; торец 4 зубчатого венца; зубья 5 зубчатого венца; пластины 6; неподвижное основание 7; торцы 8, 9, 10 пластин (6); отстающая боковая поверхность 11 зуба; набегающая боковая поверхность 12 зуба; вставка 13; диаметр Д_в окружности вершин зубчатого венца; диаметр Д_o окружности оснований зубчатого венца; внутренний диаметр Д_вн кольцевых накладок (1 и 2); зазор С; превышение h; высота h_p рабочего участка зуба (5); высота h_н нерабочего участка зуба (5); наружный диаметр Д_вс вставки (13); направление вращения ω колеса; направление относительного перемещения V пластин 6 относительно колеса; ширина пластин.

Смазочное устройство зубчатого колеса содержит пару кольцевых накладок 1 и 2 с наружным диаметром, равным диаметру Д_в окружности вершин зубчатого венца, и внутренним диаметром Д_вн, меньшим диаметра Д_о окружности оснований зубчатого венца. Накладки укреплены на теле 3 колеса, с зазорами с относительно торцов 4 зубчатого венца, по всей высоте зубчатого венца (его зубьев 5). С обеих сторон торцов (4) зубчатого венца в зазорах с расположено по одной пластине 6, пластины расположены симметрично друг относительно друга, плоскости пластин параллельны плоскости вращения колеса, они заполняют зазоры (с) по всей их высоте, превышают (h) по высоте зазоры и верхней своей частью жестко закреплены на неподвижном основании 7, с возможностью свободного вращения ω колеса относительно этих пластин. Торцы 8 пластин (6), обращенные к центру колеса, эквидистантны окружностям внутренних поверхностей кольцевых накладок (1 и 2) - диаметром Д_о. Торцы 9, 10 пластин (6), расположенные вдоль высоты зубчатого венца, ориентированы радиально колеса. Торцы 10 пластин (6), расположенные со стороны набегания на них при вращении ω зубьев колеса, скошены в сторону торцов 4 зубчатого венца. Во впадинах зубчатого венца укреплены вставки 13, вписанные в осевые зазоры (h_н) колеса (при работе его в передаче), с обеспечением предотвращения контактирования этих вставок с зубьями парного колеса. А ширина пластин (6) превышает размер оснований впадин зубчатого венца. При реверсивном режиме работы колеса в передаче оба торца пластины 6-9 и 10 выполняются скошенными.

При работе колеса со смазыванием его пластичным смазочным материалом этот смазочный материал, изначально нанесенный на боковые 9 поверхности зубьев колеса, при работе этого колеса в передаче и зацеплении с парным колесом, зубьями этого парного колеса вытесняется с боковых поверхностей зубьев за пределы этих боковых поверхностей и за пределы зоны зацепления зубьев парных зубчатых колес. При этом вытеснение происходит в сторону торцов зубьев 5. При этом вытесненный смазочный материал накапливается на торцах зубьев 5 и на внутренних поверхностях кольцевых накладок 1 и 2 (в зонах впадин зубьев 5 колеса), а также в зонах между торцами зубьев 5 и внутренними поверхностями накладок 1 и 2, расположенных у торцов зубьев 5. При вращении ω колеса, при относительном перемещении V пластин 6 относительно колеса, пластины 6 своими набегающими торцами 10 захватывают вытесненный смазочный материал (с торцов зубьев 5 и внутренних поверхностей накладок 1 и 2) и, проходя мимо набегающих боковых поверхностей 12, зубьев 5, захваченный смазочный материал срезается боковыми гранями зубьев 5 и остается на боковых поверхностях 12, смазывая их. Выполнение набегающих торцов 10 пластин 6 скошенными в сторону торцов 4 зубчатого венца позволяет предотвращать перемещение захваченного смазочного материала пластинами 6 по окружности колеса и задать этому материалу перемещение в сторону боковых поверхностей зубьев; кроме того, скошенные торцы пластин облегчают проход пластин 6 мимо граней зубьев 5 при вращении колеса, предотвращая их взаимное заклинивание.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция смазочного устройства позволяет интенсифицировать процесс рециркуляции смазочного материала, вытесненного с боковых поверхностей зубьев обратно на эти поверхности. Процесс рециркуляции повторяется для каждого зуба при каждом полном повороте колеса. Это повышает качество смазывания зубьев колеса и снижает интенсивность их изнашивания.