RU2576216C1

RU2576216C1 - Lubricating device of gearing

Info

Publication number: RU2576216C1
Application number: RU2014138295/11A
Authority: RU
Inventors: Денис Николаевич Мендрух; Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Денис Николаевич Мендрух; Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2016-02-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used for lubrication of high-speed stages include gear transmissions with crankcase lubrication by immersion by auxiliary lubricating gears. Lubricating device contains secondary lubricating pinion immersed in oil bath and teeth of its toothed rim engaged with above located tooth-wheel of high-speed stage gear. Rim teeth along its width along the whole circumference of the rim are made of different height. On the minimum width of the rim teeth height corresponds to calculated for the given pinion, while on the rest width of rim teeth are truncated in height on the side of tops and this truncating is made on the same value throughout the width of the rim along the whole rim circumference.

EFFECT: higher efficiency of lubrication.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано для смазывания быстроходных ступеней многоступенчатых зубчатых передач с картерным смазыванием методом погружения.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used to lubricate high-speed stages of multi-stage gears with crankcase lubrication by immersion.

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).A gear lubrication device is known comprising an oil bath with a liquid lubricant into which a lower gear gear is immersed. (see, for example, Dunaev P.F., Lelikov O.P. Machine parts. Course design: Textbook for mechanical engineering. special technical schools. - M.: Higher school., 1984. - 336 p., ill. , p. 131).

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.The disadvantage of this design is that it is able to provide the required lubrication quality for a single-stage gear transmission, or multi-stage, if the lower gears of all gear stages are immersed in an oil bath; otherwise - for the high-speed stage of multi-stage transmission - the required lubrication quality of all gears of all stages of the transmission will not be ensured, because they are not immersed in the oil bath.

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).As a prototype, the design of a multi-stage gear lubrication device with lower wheels of different diameters is taken, of which the lower wheel of one stage (low-speed), of a larger diameter, is immersed in an oil bath, and the lower wheel of another stage (high-speed), of a smaller diameter, is lubricated with an auxiliary lubricant gears immersed in an oil bath and meshed with this wheel located above it. (see. "Guzenkov P.G. Machine details: Textbook for high schools. - 4th ed., Rev. M .: Higher school, 1986. - 359 with ill., p. 214, Fig. 12.33, but).

Недостаток прототипа состоит в том, что смазываемое дополнительной смазочной шестерней колесо, являясь элементом быстроходной ступени передачи, имеет большую скорость вращения; к тому же шестерня имеет, как правило, меньший диаметр, чем диаметр колеса; это ведет к большой окружной скорости вращения шестерни - еще большей, чем колеса; а большая скорость вращения шестерни способствует усиленному взбалтыванию зубьями шестерни смазочного материала, в который погружены эти зубья. Это способствует вспениванию смазочного материала, потере мощности передачи и усилению нагрева смазочного материала, что ухудшает процесс смазывания. Поэтому для снижения этих негативных явлений ширину зубчатого венца шестерни делают в 2-3 раза меньше, чем ширина венца смазываемого ею колеса; но при достаточно большой ширине венца колеса, ширина венца шестерни также достаточно велика, что делает взбалтывание смазочного материала значительным. Еще большее уменьшение ширины венца смазочной шестерни ухудшает процесс смазывания смазываемого ею колеса, т.к. при этом смазывание венца колеса происходит не по всей его ширине, а только его части, кроме того, при контактировании сопряженных поверхностей зубьев шестерни и колеса происходит расплющивание слоя смазочного материала, переносимого зубьями шестерни, что уменьшает толщину смазочного слоя, наносимого зубьями шестерни на зубья колеса, это проявляется тем больше, чем больше ширина венца шестерни.The disadvantage of the prototype is that the wheel lubricated with an additional lubricating gear, being an element of a high-speed gear stage, has a high rotation speed; moreover, the gear has, as a rule, a smaller diameter than the diameter of the wheel; this leads to a large peripheral speed of rotation of the gear - even greater than the wheels; and the high speed of rotation of the gear contributes to the increased agitation of the gear teeth of the lubricant in which these teeth are immersed. This contributes to the foaming of the lubricant, loss of transmission power and increased heating of the lubricant, which affects the lubrication process. Therefore, to reduce these negative phenomena, the width of the gear rim of the gear is made 2-3 times smaller than the width of the rim of the wheel lubricated by it; but with a sufficiently large width of the rim of the wheel, the width of the rim of the gear is also large enough, which makes the agitation of the lubricant significant. An even greater decrease in the width of the crown of the lubricating gear impairs the lubrication of the lubricated wheel, because however, the wheel rim is lubricated not over its entire width, but only its parts, in addition, when the mating surfaces of the gear teeth and the wheel are in contact, the lubricant layer carried by the gear teeth is flattened, which reduces the thickness of the lubricant layer applied to the gear teeth by the gear teeth , this is manifested the more, the greater the width of the gear crown.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания.The invention solves the problem of improving the quality of lubrication.

Для этого смазочное устройство зубчатой передачи содержит вспомогательную смазочную шестерню, погруженную в масляную ванну, а находящуюся в зацеплении зубьями своего зубчатого венца с вышерасположенным смазываемым ею зубчатым колесом быстроходной ступени передачи, причем зубья венца вдоль его ширины, по всей окружности венца, выполнены разной высоты, на минимуме ширины венца высота зубьев соответствует расчетной для данной шестерни, а на остальной ширине венца зубья выполнены усеченными по высоте со стороны вершин, и это усечение выполнено на одинаковую величину по этой ширине венца по всей его окружности.For this, the gear lubrication device contains an auxiliary lubricating gear immersed in the oil bath, and being in gears of its gear teeth with the gear wheel of the high-speed gear stage being lubricated by it, and the gear teeth along its width along the entire circumference of the crown are made of different heights, at the minimum rim width, the height of the teeth corresponds to the design for this gear, and on the rest of the rim width the teeth are truncated in height from the vertices, and this ying the same amount of this crown width throughout its circumference.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: смазочное устройство со смазываемым зубчатым колесом (вид с бока зубчатого колеса) - фиг. 1; вспомогательная шестерня (вид с ее торца) - фиг. 2; вид шестерни в сечении - фиг. 3, схема взаимодействия зубьев шестерни и колеса - фиг. 4.The invention is illustrated by the drawing, which shows: a lubricating device with a lubricated gear wheel (view from the side of the gear) - Fig. one; auxiliary gear (view from its end face) - FIG. 2; sectional view of the gear - FIG. 3, a diagram of the interaction of gear teeth and wheels — FIG. four.

На чертеже показаны: вспомогательная смазочная шестерня 1, ось 2, масляная ванна 4, корпус 5 передачи, зубья 6 смазываемого зубчатого колеса 7, окружность впадин 8 шестерни, окружность вершин 9 шестерни, расчетный профиль 10 шестерни, зубья 11 шестерни; полная ширина В зубчатого венца 3 шестерни 1; ширина участка венца b₁ с неусеченными зубьями; ширина участка венца b₂ с усеченными зубьями; высота зубьев: неусеченных - h₁ и усеченных - h₂; направления вращения: шестерни - ω₁ и колеса - ω₂.The drawing shows: auxiliary lubricating gear 1, axis 2, oil bath 4, gear housing 5, teeth 6 of the lubricated gear 7, the circumference of the depressions 8 of the gear, the circumference of the vertices of the 9 gears, the calculated profile of the 10 gears, the gear teeth 11; full width B of the ring gear 3 gears 1; the width of the rim section b ₁ with uncut teeth; the width of the crown portion b ₂ with truncated teeth; the height of the teeth: not truncated - h ₁ and truncated - h ₂ ; directions of rotation: gears - ω ₁ and wheels - ω ₂ .

Смазочное устройство зубчатой передачи содержит вспомогательную смазочную шестерню 1, установленную на оси 2, зубчатый венец 3 которой нижней своей частью погружен в масляную ванну 4, расположенную в корпусе 5 зубчатой передачи и находящуюся в зацеплении с зубьями 6 зубчатого венца вышерасположенного смазываемого шестерней 1 зубчатого колеса 7 передачи. Зубья 11 зубчатого венца шестерни вдоль его ширины В выполнены разной высоты, на минимуме ширины (b₁) венца (величина ширины b₁ задается из учета прочности зубчатого венца при этой ширине) высота h₁ зубьев соответствует расчетной для данной шестерни, зубья, соответственно, имеют профиль 10, идентичный расчетному для данной шестерни. На этом участке (b₁) зубья шестерни полностью, по всей своей высоте (h₁) контактируют с боковыми (набегающими) рабочими поверхностями зубьев 6 смазываемого зубчатого колеса 7. На остальных участках ширины (b₂) зубчатого венца зубья 11 шестерни выполнены усеченными по высоте со стороны вершин этих зубьев, и имеют высоту h₂. И это усечение выполнено на одинаковую величину (h₁-h₂) по этой ширине (b₂) зубчатого венца по всей его окружности.The gear lubricating device contains an auxiliary lubricating gear 1 mounted on the axis 2, the gear ring 3 of which is lower immersed in an oil bath 4 located in the gear housing 5 and meshed with the teeth 6 of the gear ring of the upstream lubricated gear 1 of the gear 7 transmission. The teeth 11 of the gear ring gear along its width B are made of different heights, at the minimum width (b ₁ ) of the ring (the value of the width b ₁ is set taking into account the strength of the ring gear at this width), the tooth height h ₁ corresponds to the design for this gear, the teeth, respectively, have a profile 10 that is identical to the design for this gear. In this section (b ₁ ) the gear teeth completely, along their entire height (h ₁ ), are in contact with the lateral (running) working surfaces of the teeth 6 of the lubricated gear 7. In the remaining sections of the width (b ₂ ) of the ring gear, the gear teeth 11 are truncated along height from the tops of these teeth, and have a height h ₂ . And this truncation is performed by the same amount (h ₁ -h ₂ ) along this width (b ₂ ) of the ring gear over its entire circumference.

Работает данное смазочное устройство следующим образом. Зубья 11 зубчатого венца шестерни, по всей ширине ее зубчатого венца погружены в масляную ванну 4. При вращении (ω₂) зубчатого колеса 7 происходит - под воздействием боковых набегающих поверхностей зубьев 6 колеса 7 - и вращение шестерни (ω₁). Смазочный материал захватывается из масляной ванны 4 зубьями 11 шестерни - по всей ширине (В) зубчатого венца шестерни 1. При этом на участке b₁ зубчатого венца шестерни ее зубья (неусеченные) контактируют с боковыми поверхностями зубьев 6 колеса 7 по расчетной линии зацепления (по длине боковой их поверхности). А на участке b₂ зубчатого венца зубья 2 шестерни 1 (усеченные) контактируют с зубьями 6 класса 7 по укороченной линии контакта (вдоль боковых поверхностей). Части зубьев 11, имеющие полную высоту (h1), обеспечивают плавное вращение шестерни. Части зубьев 11, имеющие усеченную высоту (h2), контактируя с зубьями 6 колеса 7, обкатывают их боковые поверхности, начиная с вершин зубьев, не доходя до их корней. При этом смазочный материал, нанесенный на эти, необкатываемые участки зубьев 6 колеса 7 не расплющивается зубьями 11 шестерни 1.This lubricating device operates as follows. The teeth 11 of the gear ring gear, the entire width of its gear ring, are immersed in the oil bath 4. When the rotation (ω ₂ ) of the gear 7 occurs - under the influence of the side running surfaces of the teeth 6 of the wheel 7 - and the rotation of the gear (ω ₁ ). Lubricant is captured from the oil bath by 4 gear teeth 11 - along the entire width (B) of the gear ring gear 1. In this case, on the gear section b _{1 of the} gear ring, its teeth (not truncated) are in contact with the side surfaces of the teeth 6 of the wheel 7 along the calculated line of engagement (along the length of their lateral surface). And in section b _{2 of the} ring gear teeth 2 of gear 1 (truncated) are in contact with teeth of class 6 on a shortened contact line (along the side surfaces). Parts of the teeth 11 having a full height (h1) provide smooth rotation of the gear. Parts of the teeth 11 having a truncated height (h2), in contact with the teeth 6 of the wheel 7, run in their lateral surfaces, starting from the tops of the teeth, not reaching their roots. In this case, the lubricant deposited on these non-rolling sections of the teeth 6 of the wheel 7 is not flattened by the teeth 11 of the gear 1.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция смазочного устройства (вспомогательный смазочный материал шестерни) позволяет снизить взбалтывание и вспенивание жидкого смазочного материала, находящегося в масляной ванне, при этом обеспечивается подача необходимого смазочного материала из масляной ванны на смазываемые зубья зубчатого колеса. За счет уменьшения высоты зубьев шестерни на части появляется возможность увеличить ширину этой смазочной шестерни, тем самым - обеспечить смазывание зубьев сопряженного с шестерней зубчатого колеса по максимальной ширине его зубчатого венца. Кроме того, укорачивание высоты зубьев шестерни способствует уменьшению площади контакта этих зубьев (боковых их поверхностей) со смазываемыми (набегающими) боковыми поверхностями зубьев колеса, тем самым уменьшается расплющивание нанесенного зубьями шестерни слоя смазочного материала на зубьях колеса; причем это расплющивание устраняется именно у корней зубьев колеса, откуда нанесенный смазочный слой под действием центробежной силы, возникающей при вращении колеса, стремится переместиться в область вершин зубьев (колеса), улучшая их смазывание.Compared with the prototype, the proposed design of the lubricating device (auxiliary gear lubricant) can reduce the agitation and foaming of the liquid lubricant in the oil bath, while the necessary lubricant is supplied from the oil bath to the gear teeth to be lubricated. By reducing the height of the gear teeth on the part, it becomes possible to increase the width of this lubricating gear, thereby ensuring the lubrication of the teeth of the gear associated with the gear along the maximum width of its gear ring. In addition, shortening the height of the gear teeth helps to reduce the contact area of these teeth (their lateral surfaces) with the lubricated (running) side surfaces of the gear teeth, thereby reducing the flattening of the lubricant layer applied to the gear teeth by the gear teeth; moreover, this flattening is eliminated precisely at the roots of the teeth of the wheel, from where the applied lubricating layer under the action of centrifugal force arising from the rotation of the wheel tends to move to the region of the tops of the teeth (wheels), improving their lubrication.

Claims

Смазочное устройство зубчатой передачи, преимущественно быстроходной ступени многоступенчатой передачи с картерным смазыванием методом погружения, содержащее вспомогательную смазочную шестерню, находящуюся в зацеплении зубьями своего зубчатого венца с расположенным над ней зубчатым колесом быстроходной ступени зубчатой передачи, отличающееся тем, что зубья венца вдоль его ширины, по всей окружности венца, выполнены разной высоты, на минимуме ширины венца высота зубьев соответствует расчетной для данной вспомогательной смазочной шестерни, а на остальной ширине венца зубья выполнены усеченными по высоте со стороны вершин, и это усечение выполнено на одинаковую величину по этой ширине венца по всей его окружности. A gear lubricating device, mainly a multi-stage high-speed gearbox with crankcase lubrication by immersion, containing an auxiliary lubricating gear meshed by the teeth of its gear ring with a gear wheel located above it of the high-speed gear stage, characterized in that the gear teeth along its width along the entire circumference of the crown, made of different heights, at the minimum width of the crown the height of the teeth corresponds to the design for this auxiliary lubricant esterni, and the rest of the width of the crown of teeth are truncated in height from the tops, and this truncation performed by the same amount of this crown width throughout its circumference.