Результат интеллектуальной деятельности: СМАЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

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

Известно смазочное устройство зубчатой передачи, содержащее масляную ванну с жидким смазочным материалом, в которую погружено нижнее зубчатое колесо передачи. (см., например, Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с., ил., стр. 131, рис. 8.1).

Недостаток данной конструкции состоит в том, что она способна обеспечить требуемое качество смазывания для одноступенчатой зубчатой передачи, или многоступенчатой, если нижние зубчатые колеса всех ступеней передачи погружены в масляную ванну; в противном случае - для быстроходной ступени многоступенчатой передачи - требуемое качество смазывания всех зубчатых колес всех ступеней передачи обеспечено не будет, т.к. они в масляную ванну не погружены.

В качестве прототипа взята конструкция смазочного устройства многоступенчатой зубчатой передачи с нижними колесами разного диаметра, из которых нижнее колесо одной ступени (тихоходной), большего диаметра, погружено в масляную ванну, а нижнее колесо другой ступени (быстроходной), меньшего диаметра, смазывается посредством вспомогательной смазочной шестерни, погруженной в масляную ванну и находящейся в зацеплении с расположенным над ней этим колесом. (см. Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с. ил, стр. 214, рис. 12.33, а).

Недостаток прототипа состоит в том, что одни и те же боковые поверхности зубьев смазываемого вспомогательной шестерней зубчатого колеса, являясь рабочими поверхностями, контактируют как с боковыми (рабочими) поверхностями зубьев вспомогательной шестерни, так и с боковыми (рабочими) поверхностями зубьев парного с этим зубчатым колесом второго зубчатого колеса передачи, получая из ванны смазочный материал посредством шестерни, и подавая его в зону сопряжения со вторым зубчатым колесом. При этом рабочие боковые поверхности зубьев шестерни, сопрягаясь с рабочими боковыми поверхностями зубьев парного с ней колеса (их взаимное сопряжение сопровождается их взаимным нагружением и трением между сопряженными поверхностями), продавливают, истирают нанесенный на рабочие поверхности зубьев сопряженного колеса слой смазочного материала, полученный перед сопряжением от предыдущих (при вращении шестерни) боковых (нерабочих) поверхностей зубьев шестерни - вследствие срыва смазочного материала с зубьев шестерни и набрызга на зубья колеса. Удаление смазочного слоя с зубьев колеса зубьями шестерни уменьшает количество смазочного материала, полученного первым колесом (сопряженным с шестерней), тем самым, уменьшается количество смазочного материала, переносимого зубьями этого (парного) зубчатого колеса в зону зацепления со вторым (парным) зубчатым колесом. Это ухудшает режим трения обоих (первого и второго) зубчатых колес, интенсифицируя процессы трения их сопрягающихся зубьев и, соответственно - интенсифицируя процессы их изнашивания.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания.

Для этого смазочное устройство быстроходной ступени многоступенчатой зубчатой передачи с картерным смазыванием методом погружения содержит вспомогательную смазочную шестерню, установленную в корпусе передачи, погруженную в масляную ванну и находящуюся в зацеплении с расположенным над ней колесом быстроходной ступени передачи; причем части тела шестерни, прилегающие к их рабочим поверхностям и обоим торцам, вырезаны симметрично относительно окружной плоскости симметрии шестерни, с сохранением части рабочих поверхностей, прилегающих к этой плоскости по всей высоте зуба, вырезы выполнены плоскостями, направленными от линии пересечения расчетной боковой поверхности с окружностью впадин зубьев перпендикулярно радиальной плоскости симметрии зуба перпендикулярно ей, и плоскостями, направленными от окружности впадин зубьев к их вершинам, перпендикулярно торцам зуба с образованием зазора вдоль всей высоты зуба между этими плоскостями и расчетной боковой рабочей поверхностью зуба.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: кинематическая схема фрагмента зубчатой передачи со вспомогательной смазочной шестерней (вид с торца) - фиг. 1, фрагмент шестерни (вид с торца) - фиг. 2, тот же фрагмент (вид сбоку) - фиг. 3, тот же фрагмент (вид с вершины зуба) - фиг. 4.

На чертеже изображены: вспомогательная смазочная шестерня, состоящая из тела 1 и зубчатого венца с зубьями 2, имеющими боковые нерабочие поверхности 3 и боковые рабочие поверхности 4; зубчатое колесо 5, смазываемое шестерней; зубья 6 колеса (5) с боковыми рабочими поверхностями 7; второе зубчатое колесо 8 с зубьями 9, имеющими рабочие поверхности 10; масляная ванна 11; корпус 12 зубчатой передачи; направления вращения: первого колеса (ω₁), шестерни (ω₂), второго колеса (ω₃); вершина 13 зуба шестерни; торцы 14 зуба; окружность впадин 15 зубьев; окружная плоскость 16 шестерни, радиальная плоскость симметрии 17 зуба; поверхности 18, 19, 20, 21, 22, 23, образованные в теле зуба рассекающими плоскостями; ширина В зуба (2); ширина в₁ оставшегося участка рабочей боковой поверхности 4 зуба; размеры в₂ вырезов по ширине рабочих боковых поверхностей (4) зуба; зазор Δ между боковой рабочей поверхностью 4 и телом зуба (2).

Вспомогательная смазочная шестерня 1 своими зубьями 2 находится в зацеплении с вышерасположенным колесом 5, приводящим во вращение парное с ним зубчатое колесо 8, зубчатый венец (2) шестерни погружен в масляную ванну 11, находящуюся в корпусе 12 передачи.

Части тела каждого зуба 2 шестерни, прилегающие к боковой рабочей поверхности 4 и обоим торцам 14 зуба, вырезаны симметрично относительно окружной плоскости симметрии 16 шестерни, с сохранением части боковой рабочей поверхности 4 по всей высоте зуба; вырезы выполнены плоскостями, направленными от линии пересечения боковой рабочей поверхности 4 с окружностью впадин 15 зубьев, перпендикулярно радиальной плоскости симметрии зуба 17, и плоскостями, направленными от окружности впадин 15 зубьев к их вершинам 13, перпендикулярно торцам 14 зуба, с образованием зазора Δ вдоль всей высоты зуба между этими плоскостями (19, 20) и боковой рабочей поверхностью 4 зуба.

Работает данное смазочное устройство следующим образом. Зубчатое колесо 5, вращаясь (ω₁) посредством рабочих боковых поверхностей 7 своих зубьев 6, сопрягается с рабочими боковыми поверхностями 4 зубьев 2 вспомогательной смазочной шестерни и вращает ее (ω₂). При вращении шестерни ее зубья 2, погружаясь в масляную ванну 11, захватывают из нее смазочный материал (боковыми нерабочими поверхностями 3 своих зубьев) и набрасывают его на рабочие поверхности 7 зубьев колеса 5 (движущиеся навстречу боковым нерабочим поверхностям 3 зубьев шестерни). При этом контактируют их рабочие боковые поверхности (шестерни - 4 и колеса - 7). Наличие зазора Δ между элементами 4 и 20 (21) шестерни позволяет устранить смятие и износ слоя смазочного материала, нанесенного боковыми нерабочими поверхностями 4 шестерни (зона контакта боковых рабочих поверхностей 4 шестерни с поверхностями 7 колеса сведена до минимума, в то время, как ширина боковых нерабочих поверхностей 3 шестерни, наносящих смазочный материал на зубья колеса 5, остается прежней - шириной В). Ширина в₁ рабочих боковых поверхностей ограничена лишь обеспечением прочности зубьев шестерни.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция смазочного устройства, а именно - конструкция зубьев вспомогательной смазочной шестерни, в частности - их боковых рабочих поверхностей - позволяет не разрушать наносимый шестерней на смазываемое колесо слой смазочного материала. Это позволяет повысить качество смазывания элементов передачи и повысить их износостойкость.