RU2588196C1

RU2588196C1 - Gear lubricating device

Info

Publication number: RU2588196C1
Application number: RU2015123726/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Николай Викторович Мендрух
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2016-06-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to gear transmissions with wheels of internal engagement. Lubricating device of gearing comprises a pump connected with nozzle located above zone of engagement of paired transfer elements - pinion and gear wheel of internal engagement, which includes hub body made in form of disc, rim wheel and gear rim with teeth. Between hub of gear wheel and a circle projected on body of gear wheel by peak points of teeth of rotary pinion, with minimum clearance relative to said circle on body of gear wheel perpendicular to it and coaxially relative to axis of rotation of gear wheel there is fixed internal ring. At end of rim wheel, perpendicular to it, ring is installed with inner diameter equal to inner diameter of rim wheel. Between inner surfaces of a rim wheel and inner ring on surface of gear wheel body there is a pair of annular inserts. Between inserts in body surface of gear wheel there is an insert which is concentric relative to gear wheel, along circle of groove in its bottom in body of gear wheel there is a row of through holes provided at outlet with discharge nozzles.

EFFECT: higher quality of lubrication of gears.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с колесами внутреннего зацепления, расположенными горизонтально и смазываемыми жидкими смазочными материалами методом струйного смазывания.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used in gears with internal gears arranged horizontally and lubricated by liquid lubricants by the method of jet lubrication.

Известно смазочное устройство зубчатой передачи, осуществляющее смазывание зубчатых колес передачи струйным методом под давлением, которое содержит масляную ванну с жидким смазочным материалом, насос и струйную насадку, расположенную над зоной зацепления парных колес передачи - см., например, Справочник машиностроителя: В 6-ти т., Т. 4, кн. II. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Машгиз, 1963, стр. 746.It is known that a gear lubricating device is used to lubricate gears of a transmission by a jet method under pressure, which contains an oil bath with liquid lubricant, a pump and a jet nozzle located above the engagement zone of paired transmission wheels - see, for example, Machine-builder’s Handbook: В 6 T., T. 4, Prince II. - 3rd ed., Rev. and add. - M .: Mashgiz, 1963, p. 746.

Недостаток данной конструкции смазочного устройства состоит в том, что жидкий смазочный материал, наносимый на трущиеся поверхности сопряженных зубчатых колес передачи с внутренним зацеплением, в случае вращения колес в горизонтальной плоскости, попадая на поверхность тела колеса с большим диаметром, внутри которого расположено колесо меньшего диаметра, растекается по поверхности этого тела; используемый смазочный материал также попадает на поверхности венцового колеса зубчатого колеса большего диаметра, затекая на нижние поверхности тела этого колеса; растекшийся смазочный материал активно окисляется окружающим воздухом, запыляется и загрязняется из окружающей среды. Все это приводит к ухудшению эксплуатационных свойств материала и ухудшает качество смазывания.The disadvantage of this design of the lubricating device is that the liquid lubricant applied to the friction surfaces of the mating gears of the gear with internal gearing, in the case of rotation of the wheels in the horizontal plane, falling on the surface of the body of the wheel with a large diameter, inside of which there is a wheel of a smaller diameter, spreads over the surface of this body; the lubricant used also falls on the surface of the crown gear of a larger diameter gear wheel, flowing onto the lower surfaces of the body of this wheel; spilled lubricant is actively oxidized by the surrounding air, dusty and polluted from the environment. All this leads to a deterioration in the operational properties of the material and degrades the quality of lubrication.

В качестве прототипа взята конструкция смазочного устройства зубчатой передачи с колесами, расположенными горизонтально, содержащего форсунку, масляную ванну с жидким смазочным материалом и насос, который забирает смазочный материал и передает его через форсунку на трущиеся поверхности сопряженных зубьев колес передачи, смазочный материал, стекая со смазываемых поверхностей, возвращается обратно в масляную ванну; смазывание осуществляется циркуляционно - см. Старосельский Α.Α., Гаркунов Д.Н. Долговечность трущихся деталей машин. М.: Машиностроение, 1967, стр. 267, рис. 162.As a prototype, the design of a gear lubrication device with wheels arranged horizontally containing an nozzle, an oil bath with liquid lubricant and a pump that takes lubricant and passes it through the nozzle to the friction surfaces of the mating teeth of the gear wheels, lubricant draining from lubricated surfaces returns to the oil bath; lubrication is carried out circulating - see Staroselsky Α.Α., Garkunov D.N. The durability of the rubbing parts of machines. M.: Engineering, 1967, p. 267, Fig. 162.

Недостаток прототипа - тот же, что и у аналога.The disadvantage of the prototype is the same as that of the analogue.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания зубчатых передач с колесами внутреннего зацепления, расположенными горизонтально.The invention solves the problem of improving the quality of lubrication of gears with internal gears located horizontally.

Для этого смазочное устройство зубчатой передачи содержит насос и форсунку, расположенную над зоной зацепления парных элементов передачи - шестерни и зубчатого колеса внутреннего зацепления. Зубчатое колесо состоит из ступицы, тела в виде диска, венцового колеса и зубчатого венца с зубьями; между внутренним торцом зубчатого венца и тела колеса расположен технологический зазор. Между ступицей колеса и окружностью, описываемой в проекции на тело колеса точками вершин зубьев вращающейся шестерни, с минимальным зазором относительно этой окружности, на теле колеса, перпендикулярно ему и соосно относительно оси вращения колеса, укреплено кольцо с шириной, превышающей ширину венцового колеса. На торце венцового колеса, перпендикулярно ему, установлено кольцо с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру венцового колеса; высота этого кольца поверху равна высоте внутреннего кольца. Между внутренними поверхностями венцового колеса и внутреннего кольца на поверхности тела колеса укреплена пара кольцевых вставок, имеющих в своем поперечном сечении вид прямоугольных треугольников, направленных вершинами друг к другу. Между этими кольцами вставками в поверхности тела колеса выполнена канавка, концентрическая относительно колеса. По окружности канавки в ее центре выполнен в теле колеса ряд сквозных отверстий, снабженных на выходе из колеса выливными насадками. Под выливными насадками расположен приемный лоток, концентрический относительно колеса и укрепленный на основании неподвижно в пространстве относительно вращающегося колеса. Дно лотка выполнено наклонным, нижняя часть которого снабжена выливными патрубками, соединенными с входным отверстием насоса.For this, the gear lubrication device comprises a pump and an injector located above the engagement zone of the pair transmission elements — gears and internal gears. The gear wheel consists of a hub, a body in the form of a disk, a crown wheel and a ring gear with teeth; between the inner end of the ring gear and the wheel body is a technological gap. Between the wheel hub and the circle described in the projection onto the wheel body by the points of the tops of the teeth of the rotating gear, with a minimum clearance relative to this circle, a ring with a width exceeding the width of the crown wheel is fixed on the wheel body, perpendicular to it and coaxial with respect to the axis of rotation of the wheel. At the end of the crown wheel, perpendicular to it, a ring is installed with an inner diameter equal to the inner diameter of the crown wheel; the height of this ring on top is equal to the height of the inner ring. Between the inner surfaces of the crown wheel and the inner ring on the surface of the wheel body is a pair of annular inserts, having in their cross section a view of rectangular triangles directed vertices towards each other. Between these rings the inserts in the surface of the wheel body made a groove concentric with respect to the wheel. Around the circumference of the groove in its center, a series of through holes are provided in the wheel body, provided with pouring nozzles at the exit of the wheel. Under the pouring nozzles there is a receiving tray, concentric with respect to the wheel and fixed on the base motionless in space relative to the rotating wheel. The bottom of the tray is made inclined, the lower part of which is equipped with pouring nozzles connected to the pump inlet.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен фрагмент зубчатой передачи (в сечении) с фрагментом смазочного устройства.The invention is illustrated by the drawing, which shows a fragment of a gear train (in cross section) with a fragment of a lubricating device.

На чертеже показаны: форсунка 1, патрубок 2 форсунки (1), шестерня 3, ступица 4 колеса, тело 5 колеса, венцовое колесо 6, зубчатый венец с зубьями 7, кольцо 8, торец 9 венцового колеса (6), кольцо 10, внутренняя поверхность 11 тела (5) колеса, кольцевые вставки 12 и 13, канавка 14, сквозное отверстие 15, выливная насадка 16, приемный лоток 17, основание 18, дно 19 лотка (17), выливной патрубок 20, соединительная муфта 21; диаметр Д_ш шестерни (3), диаметр Д₁ внутренней окружности венцового колеса (6), высота h₁ зубьев (7) зубчатого венца колеса, технологический зазор а, наружный диаметр Д₂ кольца (8), зазор Δ₁ между шестерней (3) и кольцом (8), высота b кольца (8), превышение h₂ колец (8 и 10) над венцовым колесом (6), направление V₁ подачи смазочного материала из форсунки (1), направление V₂ слива смазочного материала, направление V₃ подачи смазочного материала на насос, зазор Δ₂ между шестерней (3) и верхом кольцевых вставок (12 и 13).The drawing shows: nozzle 1, nozzle nozzle 2 (1), gear 3, wheel hub 4, wheel body 5, ring gear 6, ring gear with teeth 7, ring 8, end face 9 of the ring wheel (6), ring 10, inner the surface 11 of the body (5) of the wheel, the annular inserts 12 and 13, the groove 14, the through hole 15, the pouring nozzle 16, the receiving tray 17, the base 18, the bottom 19 of the tray (17), the pouring nozzle 20, the coupling 21; diameter D _w gear (3), the diameter _D1 of the crown wheel the inner circumference (6), the height h ₁ of the teeth (7) the toothed crown wheel, the technological gap and the outer diameter _D2 of the ring (8), the clearance Δ ₁ between the pinion (3 ) and the ring (8), the height b of the ring (8), the excess of h ₂ rings (8 and 10) over the crown wheel (6), the direction V ₁ of lubricant supply from the nozzle (1), the direction V _{2 of the} discharge of lubricant, direction V ₃ supplying lubricant to the pump, the gap ₂ Δ between the pinion (3) and the top annular inserts (12 and 13).

Смазочное устройство зубчатой передачи содержит насос (не показан) и форсунку 1 с подводящим патрубком 2, расположенную над зоной зацепления парных элементов передачи - шестерни 3 диаметром Д_ш и зубчатого колеса внутреннего зацепления. Зубчатое колесо состоит из ступицы 4, тела 5 в виде диска, венцового колеса 6 с внутренним диаметром Д₁ и зубчатого венца 7 с зубьями высотой h₁; между внутренним торцом зубчатого венца и внутренней поверхностью тела колеса расположен технологический зазор а. Между ступицей 4 колеса и окружностью Д₂, описываемой в проекции на тело 5 колеса точками вершин зубьев вращающейся парной шестерни 3, с минимальным зазором Δ₁ относительно этой окружности, на теле 5 колеса, перпендикулярно ему и соосно относительно оси вращения колеса, укреплено кольцо 8 шириной b, превышающей ширину венцового колеса 6 на величину h₂. На торце 9 венцового колеса 6, перпендикулярно ему, установлено кольцо 10 с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру Д₁ венцового колеса 6; высота кольца 10 равна величине h₂. Между внутренними поверхностями венцового колеса 6 и кольца 8 на внутренней поверхности 11 тела 5 колеса укреплена пара кольцевых вставок 12 и 13, имеющих в своем поперечном сечении вид прямоугольных треугольников, направленных своими вершинами друг к другу; между этими вставками в поверхности 11 тела 5 колеса выполнена кольцевая канавка 14, концентрическая относительно колеса; по окружности канавки в ее дне выполнен ряд сквозных отверстий через тело 5 колеса, на выходе снабженных выливными насадками 16; под насадками расположен приемный лоток 17, концентрический относительно колеса и жестко укрепленный на основании 18, неподвижном относительно вращающегося колеса; дно 19 лотка выполнено наклонным; нижняя часть дна лотка снабжена выливными патрубками 20, подсоединенными к лотку муфтами 21 и связанными с входным отверстием насоса. Форсунка 1 укреплена жестко на основании 18, неподвижном относительно вращающегося колеса, а между шестерней 3 и поверхностью 11 колеса выполнен зазор Δ₂.The gear lubrication device comprises a pump (not shown) and a nozzle 1 with a supply pipe 2 located above the meshing area of the pair of transmission elements - gears 3 with a diameter D _w and the internal gear gear. The gear wheel consists of a hub 4, a body 5 in the form of a disk, a ring gear 6 with an inner diameter D ₁ and a ring gear 7 with teeth of height h ₁ ; between the inner end of the ring gear and the inner surface of the wheel body is a technological gap a. Between the wheel hub 4 and circle D ₂ , described in projection onto the wheel body 5 by the points of the tops of the teeth of the rotating twin gear 3, with a minimum clearance Δ ₁ relative to this circle, on the wheel body 5, perpendicular to it and coaxially with respect to the axis of rotation of the wheel, ring 8 is strengthened width b, greater than the width of the crown wheel 6 by an amount h _2. At the end 9 of the crown wheel 6, perpendicular to it, a ring 10 is installed with an inner diameter equal to the inner diameter D _{1 of the} crown wheel 6; the height of the ring 10 is equal to the value of h ₂ . Between the inner surfaces of the crown wheel 6 and the ring 8 on the inner surface 11 of the wheel body 5, a pair of annular inserts 12 and 13 are reinforced, having in their cross section a view of rectangular triangles directed by their vertices towards each other; between these inserts in the surface 11 of the body 5 of the wheel is made an annular groove 14, concentric with respect to the wheel; around the circumference of the groove in its bottom, a series of through holes are made through the body 5 of the wheel at the outlet equipped with pouring nozzles 16; under the nozzles is a receiving tray 17, concentric with respect to the wheel and rigidly mounted on the base 18, which is stationary relative to the rotating wheel; the bottom of the tray 19 is inclined; the lower part of the bottom of the tray is equipped with pouring nozzles 20, couplings 21 connected to the tray and connected to the pump inlet. The nozzle 1 is rigidly fixed on the base 18, which is stationary relative to the rotating wheel, and a gap Δ _{2 is} made between the gear 3 and the surface 11 of the wheel.

Работает данное смазочное устройство следующим образом. This lubricating device operates as follows.

Зубчатая пара - шестерня 3 и зубчатое колесо внутреннего зацепления смазываются жидким смазочным материалом (V₁) посредством форсунки 1, расположенной над зоной их зацепления - насосом через питающий патрубок 2. Зона смазывания ограничена кольцами 8 и 9, которые своими верхними частями расположены выше уровня венцового колеса 6 на величину h₂. Кольца 8 и 10, верхние поверхности кольцевых вставок 12 м 13 и профильная поверхность зубчатого венца колеса образуют совместно масляную ванну. Верхняя часть ванны (кольцо 10 и верхняя часть кольца 8) не позволяет смазочному материалу, поступающему в зону смазывания из форсунки 1, попадать на несмазываемые поверхности зубчатого колеса (венцовое колесо и др.). Кольцо 8 не позволяет смазочному материалу растекаться на участки поверхности тела колеса вне зоны смазывания (зоны зацепления шестерни и колеса). Нижняя часть масляной ванны позволяет (за счет наличия уклона кольцевых вставок 12 и 13) собирать смазочный материал, стекший со смазываемых поверхностей и - через отверстия 15 - подавать его (V₂) в лоток 17, откуда он по патрубкам 20 поступает (V₃) на насос, подающий (V₁) смазочный материал на форсунку 1, которая жестко укреплена на неподвижном основании 18 (аналогично лотку 17), а между шестерней 3 и кольцевыми вставками 12 и 13 задается зазор Δ₂.The gear pair - gear 3 and the internal gear gear are lubricated with liquid lubricant (V ₁ ) by means of the nozzle 1 located above their gear area - by the pump through the supply pipe 2. The lubrication zone is limited by rings 8 and 9, which with their upper parts are located above the level of the crown wheels 6 by a value of h ₂ . Rings 8 and 10, the upper surfaces of the annular inserts 12 m 13 and the profile surface of the gear ring of the wheel together form an oil bath. The upper part of the bath (ring 10 and the upper part of the ring 8) does not allow the lubricant entering the lubrication zone from the nozzle 1 to get onto the non-lubricated surfaces of the gear wheel (crown wheel, etc.). Ring 8 does not allow the lubricant to spread to parts of the surface of the body of the wheel outside the lubrication zone (gear and wheel engagement zone). The lower part of the oil bath allows (due to the slope of the annular inserts 12 and 13) to collect lubricant drained from the lubricated surfaces and - through holes 15 - to feed it (V ₂ ) into the tray 17, from where it enters through the nozzles 20 (V ₃ ) to the pump, supplying (V ₁ ) lubricant to the nozzle 1, which is rigidly mounted on a fixed base 18 (similar to tray 17), and a gap Δ ₂ is set between the gear 3 and the ring inserts 12 and 13.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция смазочного устройства предотвращает разбрызгивание смазочного материала, позволяет локализовать зону смазывания, снизить загрязнение и окисление смазочного материала и тем самым повысить качество смазывания.Compared with the prototype, the proposed design of the lubricating device prevents splashing of the lubricant, allows you to localize the lubrication zone, reduce pollution and oxidation of the lubricant and thereby improve the quality of lubrication.

Claims

Смазочное устройство зубчатой передачи, преимущественно с зубчатым колесом внутреннего зацепления, расположенным горизонтально, содержащее насос, соединенный патрубком с форсункой, расположенной над зоной зацепления парных элементов передачи - шестерни и зубчатого колеса внутреннего зацепления, включающего ступицу, тело в виде диска, венцовое колесо и зубчатый венец с зубьями, отличающееся тем, что между ступицей зубчатого колеса и окружностью, описываемой в проекции на тело зубчатого колеса точками вершин зубьев вращающейся шестерни, с минимальным зазором относительно этой окружности, на теле зубчатого колеса, перпендикулярно ему и соосно относительно оси вращения зубчатого колеса, укреплено внутреннее кольцо с шириной, превышающей ширину венцового колеса, на торце венцового колеса, перпендикулярно ему, установлено кольцо с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру венцового колеса, высота упомянутого кольца поверху равна высоте внутреннего кольца, между внутренними поверхностями венцового колеса и внутренним кольцом на поверхности тела зубчатого колеса укреплена пара кольцевых вставок, имеющих в своем поперечном сечении вид прямоугольных треугольников, обращенных вершинами друг к другу, между этими вставками в поверхности тела зубчатого колеса выполнена вставка, концентрическая относительно зубчатого колеса, по окружности канавки в ее дне выполнен в теле зубчатого колеса ряд сквозных отверстий, снабженных на выходе выливными насадками, под насадками расположен приемный лоток, концентрический относительно зубчатого колеса и жестко укрепленный на основании, неподвижном в пространстве относительно вращающегося зубчатого колеса, дно лотка выполнено наклонным, нижняя часть дна лотка снабжена выливными патрубками, соединенными с входным отверстием насоса. A gear lubricating device, mainly with an internal gear, arranged horizontally, containing a pump connected by a nozzle to an nozzle located above the gear area of a pair of gear elements — gears and internal gears, including a hub, a disk body, a ring gear and a gear crown with teeth, characterized in that between the hub of the gear and the circle described in projection onto the body of the gear by the points of the vertices of the teeth of the rotating gear , with a minimum clearance relative to this circle, on the body of the gear wheel, perpendicular to it and coaxial with respect to the axis of rotation of the gear wheel, an inner ring with a width exceeding the width of the crown wheel is fixed, at the end of the crown wheel, perpendicular to it, a ring with an inner diameter equal to the inner the diameter of the crown wheel, the height of said ring on top is equal to the height of the inner ring, between the inner surfaces of the crown wheel and the inner ring on the surface of the body of the gear ring and a pair of annular inserts has been strengthened, having in their cross section a view of rectangular triangles facing each other with their vertices, an insert is made between these inserts in the surface of the gear body, concentric relative to the gear, along the circumference of the groove in its bottom there is a series of through openings provided with outlet nozzles at the outlet, under the nozzles there is a receiving tray, concentric with respect to the gear and rigidly fixed to the base, fixed in space TBE relatively rotating toothed wheel, the bottom of the tray is inclined, the lower part of the bottom tray is provided with a pourer nozzles connected to the inlet of the pump.