Результат интеллектуальной деятельности: ЗУБЧАТЫЙ РЕДУКТОР

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, размещенных в закрытых корпусах - зубчатых редукторах с картерным смазыванием методом погружения.

Известна конструкция зубчатого редуктора, содержащего многоступенчатую зубчатую передачу, размещенную в закрытом корпусе с масляной ванной и смазываемую методом погружения в эту ванну нижерасположенного зубчатого колеса передачи. Для повышения жесткости элементов корпуса редуктора эти элементы снабжены усиливающими ребрами жесткости; в частности такие ребра (вертикальные) расположены в нижней части корпуса редуктора - между приливами подшипников, в которых установлены валы передачи, и днищем корпуса. Причем эти ребра жесткости расположены снаружи корпуса передачи - см., например, Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т. 3. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 557 с., ил., стр. 479, рис. 1.

Недостаток данной конструкции зубчатого редуктора состоит в том, что при расположении ребер жесткости снаружи корпуса редуктора увеличиваются габариты корпуса и площадь его наружной поверхности, выступающие части корпуса увеличивают его загрязнения в период эксплуатации, усложняют наружную очистку корпуса, ухудшают виброакустические характеристики корпуса. Кроме того, такое исполнение корпуса не соответствует современным требованиям технической эстетики.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого редуктора, содержащего зубчатую передачу, размещенную в закрытом корпусе с масляной ванной и смазываемую методом погружения в эту ванну нижерасположенного зубчатого колеса передачи; причем корпус снабжен ребрами жесткости, расположенными с внутренних поверхностей корпуса - см. 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. 238.

Недостаток прототипа состоит в том, что ребра жесткости, размещенные внутри корпуса редуктора, расположенные в нижней части корпуса, между приливами подшипников и днищем корпуса, перекрывают масляную ванну в плане и погружены в нее. При вращении погруженного в жидкий смазочный материал ванны нижерасположенного зубчатого колеса передачи, смазываемого методом погружения, смазочный материал перемещается внутри масляной ванны: по центру масляной ванны смазочный материал перемещается в плоскости вращения колеса - от одной стенки корпуса до другой (которые расположены перпендикулярно плоскости вращения колеса) и, упираясь в стенку корпуса, расположенную по направлению вращения колеса, меняет направление своего движения на противоположное. На пути к противоположной стенке корпуса смазочный материал обтекает стенки корпуса, на которых укреплены валы передачи и которые снабжены ребрами жесткости (расположенными внутри корпуса). Эти ребра, располагаясь на пути движения смазочного материала, препятствуют прямолинейному движению смазочного материала; смазочному материалу приходится огибать выступы ребер жесткости, изменяя направление в сторону вращающегося нижерасположенного зубчатого колеса, которое при своем вращении перемещает смазочный материал в противоположном направлении. Необходимость обтекания смазочным материалом выступов ребер жесткости, пересечение потоков смазочного материала приводят к нежелательному смешиванию этих потоков смазочного материала, вследствие чего происходит их вихревое смешивание и вспенивание, осадок на дне масляной ванны взмучивается; кроме того, ухудшается теплообмен между потоками смазочного материала при движении вдоль стенок корпуса с ребрами жесткости. Кроме того, загрязнения, образующиеся при работе передачи и оседающие на дне масляной ванны, испытывают возмущающее воздействие от потоков смазочного материала масляной ванны, образующихся при вращении нижерасположенного зубчатого колеса. Все это способствует ухудшению характеристик смазочного материала и, как следствие, ухудшает смазывание элементов зубчатой передачи.

Изобретением решается задача оптимизации движения смазочного материала в масляной ванне и повышения качества смазывания элементов передачи.

Для этого зубчатый редуктор содержит закрытый корпус с ребрами жесткости, расположенными внутри него, и масляной ванной с жидким смазочным материалом, в который погружено нижерасположенное зубчатое колесо передачи. Причем между нижерасположенным зубчатым колесом и днищем корпуса, параллельно этому днищу, расположен П-образный желоб, ориентированный в плоскости вращения нижерасположенного зубчатого колеса. Длина желоба меньше длины корпуса редуктора, а сам желоб в плане перекрывает ребра жесткости корпуса и часть нижерасположенного зубчатого колеса, погруженную в масляную ванну. Между днищем желоба и нижерасположенным зубчатым колесом, а также между днищем желоба и днищем корпуса редуктора выполнены зазоры. Верх стенок желоба расположен выше верхнего уровня смазочного материала масляной ванны. Между стенками желоба и торцами зубчатых колес передачи выполнены зазоры. А сами стенки желоба укреплены на ребрах жесткости корпуса редуктора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зубчатый редуктор - вид спереди в разрезе (фиг. 1), тот же редуктор - вид сбоку в разрезе (фиг. 2), тот же редуктор - вид сверху в разрезе (фиг. 3).

На чертеже показаны: корпус 1 зубчатого редуктора; ребра жесткости 2, приливы 3 подшипников, жидкий смазочный материал 4, погруженная в смазочный материал 4 часть 5 нижерасположенного зубчатого колеса 6, парное зубчатое колесо 7, желоб 8, днище 9 короба (8), стенки 10 желоба (8); расстояние h₁ от днища (9) желоба (8) до нижерасположенного зубчатого колеса (6); расстояние h₂ от днища (9) желоба (8) до днища корпуса (1) редуктора; расстояние h₃ от верхнего уровня ВУ смазочного материала (4) до верха стенок 10 желоба (8); зазоры С между стенками (10) желоба (8) и зубчатыми колесами (6 и 7); расстояния α₁ и α₂ между торцами желоба (8) и поперечными стенками корпуса (1) редуктора; расстояние α₃ в плане между торцом желоба (8) и частью (6) нижерасположенного зубчатого колеса (6); направление вращения ω нижерасположенного зубчатого колеса (6).

Зубчатый редуктор содержит закрытый корпус 1 с ребрами жесткости 2, расположенными внутри него под приливами 3 подшипников, в которых установлены валы передачи. В корпусе расположена масляная ванна с жидким смазочным материалом 4, имеющим верхний уровень ВУ. В масляную ванну погружена часть 5 нижерасположенного зубчатого колеса 6 передачи, находящегося в зацеплении с парным зубчатым колесом 7. Между нижерасположенным зубчатым колесом 6 и днищем корпуса 1, параллельно этому днищу, расположен П-образный желоб 8, между днищем 9 этого желоба и зубчатым колесом 6 - расстояние h₁, а между днищем 9 этого желоба и днищем корпуса 1 редуктора - расстояние h₂. Стенки 10 желоба (8) расположены с зазорами С относительно зубчатых колес 6 и 7, превышают верхний уровень ВУ смазочного материала 4 на величину h₃ и закреплены на ребрах жесткости 2. Длина желоба 8 меньше длины корпуса 1 редуктора, между поперечными стенками корпуса 1 и желобом 8 - расстояния α₁ и α₂. Между торцом желоба 8 и погруженной в смазочный материал 4 частью 5 нижерасположенного зубчатого колеса 6 (в плане) - расстояние α₃. Длина желоба 8 больше, чем погруженная в смазочный материал 4 часть 5 нижерасположенного зубчатого колеса 6 и перекрывает в плане расстояние между крайними ребрами жесткости 2 корпуса 1 редуктора.

При работе передачи и вращении ω нижерасположенного колеса 6, погруженного в масляную ванну с жидким смазочным материалом 4, это колесо, захватывая этот смазочный материал, переносит его в зону зацепления с парным зубчатым колесом 7, смазывая эту зону зацепления (трения сопрягаемых зубьев парных зубчатых колес - 6 и 7). При этом смазочный материал 5 масляной ванны, испытывая возмущающее воздействие от вращающегося зубчатого колеса 6, перемещается поверху днища 9 желоба 8 и, упираясь во встречную поперечную стенку корпуса 1 редуктора, направляется под днище 9 желоба 8 и, проходя между этим днищем и днищем корпуса 1 редуктора, попадает опять в зону вращения (ω) колеса 6 (над днищем 9 желоба 8). Направление движения смазочного материала 4 масляной ванны при вращении (ω) зубчатого колеса 6 показано стрелками. Превышение (h₃) стенок 10 желоба 8 над верхним уровнем ВУ смазочного материала 4 масляной ванны обеспечивает стабильность и направленность движения смазочного материала 4 масляной ванны при вращении (ω) нижерасположенного зубчатого колеса 6.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого редуктора позволяет разделить разнонаправленные потоки смазочного материала в масляной ванне, образующиеся при вращении нижерасположенного, погруженного в масляную ванну зубчатого колеса. Наличие желоба устраняет возможные возмущающие влияния на потоки смазочного материала ребер жесткости корпуса редуктора. Загрязнения, образующиеся в смазочном материале при работе передачи, оседают под днищем желоба и в зону смазывания зубчатых колес не попадают. Все это повышает качество смазывания элементов зубчатой передачи.