Результат интеллектуальной деятельности: СМАЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

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 у каждого торца нижерасположенного зубчатого колеса, со стороны которого габарит обода с зубчатым венцом выходит за габарит диска тела, по вертикальной оси симметрии торца колеса, радиально колесу, над ступицей, установлен, с закреплением на основании, неподвижном относительно вращающегося колеса, скребок, имеющий в плане торца колеса форму треугольника, вершина которого расположена на вертикальной оси симметрии колеса и обращена к ступице. Поверхность скребка со стороны обода эквидистантна внутренней поверхности обода. Поверхности скребка, обращенные в сторону набегания на них поверхности торца диска тела, перпендикулярны этой поверхности, вогнуты в сторону вертикальной оси симметрии колеса и плавно сопряжены с внутренней поверхностью обода. Габарит скребка не меньше габарита обода. Высота скребка не меньше глубины погружения диска в масляную ванну с жидким смазочным материалом. Под скребком расположена закрепленная на неподвижном относительно вращающегося колеса основании маслоприемная емкость, снабженная маслоотводящим лотком, подведенным к зонам трения элементов зубчатой передачи, нуждающихся в смазывании жидким смазочным материалом.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: схема зубчатой передачи (фиг. 1) и смазочное устройство - вид спереди (фиг. 2) и вид сбоку (фиг. 3).

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 9, скребки 10, неподвижное основание 11, поверхности 12, 13, 14 скребков, маслоприемная емкость 15, маслоотводящий лоток 16; радиус R_b окружности вершин зубчатого венца; радиус R_o окружности оснований зубчатого венца; радиус R_вн внутренней поверхности обода; ширина обода (и зубчатого венца) - В; толщина диска тела - С; превышение габарита торцов обода габаритов торцов диска тела - a₁, глубина h₁ погружения диска (6) в смазочный материал (2) масляной ванны; внутренний радиус R_см смоченной смазочным материалом (2) масляной ванны поверхности торцов диска (6) при вращении колеса; ширина a₂ скребков; высота a₃ скребков; высота h₂ низа маслоприемной емкости (12) относительно центра ступицы (7); направление вращения колеса - ω₁.

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_b, радиус окружности оснований зубчатого венца - R_o, радиус внутренней поверхности обода - R_вн. Ширина обода (и зубчатого венца) - В, толщина диска 6 тела - С, габариты торцов обода превышают габариты торцов диска на величину a₁. Диск 6 тела погружен в смазочный материал 2 масляной ванны на глубину h₁, при вращении ω₁ колеса 3 внутренний радиус смоченной смазочным материалом 2 масляной ванны поверхности торцов диска 6 - R_см. Со стороны торцов колеса, по вертикальной оси их симметрии, радиально колесу, над ступицей 7, установлены скребки 10, закрепленные на неподвижном относительно вращающегося колеса основании 11. Скребки прилегают к внутренней поверхности обода и участкам поверхностей торцов диска тела, прилегающих к ободу. В плане торцов колеса скребки имеют форму треугольника, вершина которого расположена на вертикальной оси симметрии колеса и обращена к ступице. Поверхности 12 скребков 10 со стороны обода 8 эквидистантны внутренней поверхности обода. Поверхности 13 и 14, обращенные в сторону набегания на них поверхностей торца диска 6 тела, перпендикулярны этим поверхностям, вогнуты в сторону вертикальной оси симметрии колеса и плавно сопряжены с внутренней поверхностью обода 8. Габариты скребков (их ширина a₂) не меньше габаритов обода (а₁). Высота a₃ скребка не меньше глубины h₁ погружения диска 6 в масляную ванну с жидким смазочным материалом 2. Под скребками расположены закрепленные на неподвижном относительного вращающегося колеса основании 11 маслоприемные емкости 15, снабженные маслоотводящими лотками 16, подведенными к зонам трения элементов зубчатой передачи (зубчатые колеса, подшипники валов), нуждающихся в смазывании жидким смазочным материалом (не показано). Лотки установлены с наклоном к зонам трения и закреплены на основании 11.

При работе передачи и вращении ω₁ 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 (ω₁) колеса 3, смазочный материал 2 из масляной ванны захватывается внутренними поверхностями обода 8 и погружаемыми в смазочный материал (на глубину h₁) участками поверхностей торцов диска 6 тела. Смазочный материал, захваченный этими поверхностями, переносится при вращении (ω₁) колеса вверх, где снимается с этих поверхностей скребками 10 и попадает в маслоприемные емкости 15, откуда - по маслоотводящим лоткам 16 - подводится к зонам трения элементов передачи, нуждающихся в смазывании жидким смазочным материалом (зубчатые колеса, подшипники валов). Т.к. зубчатое колесо 3, являясь тихоходным, имеет наибольший наружный радиус (R_b) и соответственно - радиус R_вн, то высота h₂ от низа маслоприемных емкостей 15 до центра ступицы 7 (центров валов колес 3, 4, 5) является достаточной для обеспечения подачи самотоком жидкого смазочного материала из маслоприемных емкостей 15 к зонам трения смазываемых элементов зубчатой передачи (зон зацепления колес 3-4 и 4-5, а также - подшипников валов, на которых установлены эти колеса и которые смазываются 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 позволяет предотвращать бесцельное перемещение смазочного материала выступающими частями обода нижерасположенного зубчатого колеса и участками поверхностей диска тела колеса, погружаемых при вращении колеса в масляную ванну, а также позволяет использовать этот захватываемый ими смазочный материал для дополнительного смазывания трущихся элементов зубчатой передачи (зубчатых колес, подшипников валов). Выполнение поверхностей 13 и 14 скребков 10 вогнутыми и плавно сопряженными с внутренними поверхностями обода 8 оптимизирует процесс снятия смазочного материала в процессе вращения колеса 3 с поверхностей обода. Все это позволяет повысить качество смазывания трущихся элементов зубчатой передачи.