RU2646977C1

RU2646977C1 - Gear lubricating device

Info

Publication number: RU2646977C1
Application number: RU2017101384A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2017-01-16
Filing date: 2017-01-16
Publication date: 2018-03-12

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to gearing. Lubricating device comprises an oil bath into which a gear wheel of a gear is submerged. Submerged gear wheel consists of a body in the form of a disc with a hub and a rim with a gear rim. Rim width is greater than the thickness of the body disc. At each end of the rim, the outside dimension of which extends beyond the dimension of the body disk, a flat ring is strengthened, the outer radius of which is not less than the radius of the circumference of the vertices of the ring gear, and the inner radius is less than the radius of the rim inner surface and more than the radius of the circumference described by the points of contact of the end of the disc with the upper level of the oil bath lubricant when wheel rotates. Between the ring and the end of the disk along the vertical axis of symmetry of the end of the wheel, radially to the wheel, above the hub, perpendicular to the end of the wheel, is a flat scraper, adjacent to the end of the disk and the inner surfaces of the rim and ring. Scraper height is not less than the depth of the disc immersion into the lubricant of the oil bath. Under the scraper there is an oil receiving tank equipped with an oil drainage tray fed to the friction zones of the gear elements, requiring lubrication with a liquid lubricant. Scraper, the container and the tray are fixed on a base fixed relative to the rotating wheel.

EFFECT: providing higher quality of the gear lubrication.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used in gears lubricated by liquid lubricants by immersion.

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.A lubricating device of a gear train lubricated by a liquid lubricant by immersion is known, comprising a bath with a liquid lubricant in which a lower gear gear is immersed - see, for example, “Ivanov M.N. Machine details: Textbook. for engineering specialist. universities. - 4th ed., Revised. - M .: Higher. school, 1984 - 336 p., ill. ”, p. 138, fig. 8.37. The downstream gear, immersed in the liquid lubricant of the oil bath, captures this lubricant with its teeth when the wheel rotates and transfers it to the engagement zone with the pair of gears, lubricating the mating teeth of the pair gears. With this method of lubrication, a low-speed gear wheel is immersed in the lubricant; the immersion value of this wheel in the lubricant is up to a third of its radius.

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).The disadvantage of this lubricating device is that the amount of lubricant captured by the lower gear from the oil bath may not be sufficient to ensure normal lubrication of the friction teeth of the mating paired gears; in addition, during the rotation of the lower gear, the lubricant initially captured by its teeth is lost (runoff, centrifugal force).

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.As a prototype, a lubricating device of a gear train lubricated by a liquid lubricant by immersion method containing an oil bath with a liquid lubricant in which a low-speed downstream gear wheel is immersed is taken. Transmission shafts are located in a horizontal plane. The downstream gear wheel consists of a body in the form of a disk with a hub and a rim with a gear rim, and the width of the rim is greater than the thickness of the body disk - “P. Guzenkov. Machine details: Textbook. for universities. - 4th ed., Rev. M .: Higher. school., 1986. - 359 pp .: ill. ”, p. 211, fig. 12.30. The lower gear during its rotation captures the teeth of its gear ring lubricant from the oil bath and transfers it to the friction zone with the pair of gears, lubricating this zone, and the lubricated teeth of this pair of wheels lubricate the area of engagement with the gears of the next gear stage.

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.The disadvantages of the prototype are the same as that of the analogue. In addition, in the case where the lower gear, immersed in the liquid lubricant of the oil bath, the width of the rim with a gear rim is greater than the thickness of the disk of the wheel body, this rim captures the lubricant from the oil bath with the internal surfaces of its parts beyond the dimensions of the body disk and, when the wheel rotates, it moves this lubricant aimlessly along the inner surface of the rim. In addition, the lubricant is also captured from the oil bath by parts of the surfaces of the ends of the body disk adjacent to the inner surfaces of the rim and immersed in the oil bath when the wheel rotates, and also moves aimlessly around the circumference of the body disk when the wheel rotates. All this worsens the gear lubrication process.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания трущихся элементов зубчатой передачи.The invention solves the problem of improving the quality of lubrication of the friction elements of the gear transmission.

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 на каждом торце обода и зубчатого венца, габариты которых выходят за габарит диска тела, укреплено плоское кольцо, наружный радиус которого не меньше радиуса окружности вершин зубчатого венца, а внутренний радиус меньше радиуса внутренней поверхности обода и больше радиуса окружности, описываемой точками соприкосновения торца диска с верхним уровнем смазочного материала масляной ванны при вращении колеса. Между этим кольцом и торцом диска тела по вертикальной оси симметрии торца колеса, радиально колесу, над ступицей, перпендикулярно торцу колеса установлен плоский скребок, прилегающий к торцу диска и внутренним поверхностям обода и кольца. Высота скребка не меньше глубины погружения диска тела в смазочный материал масляной ванны. Под скребком установлена маслоприемная емкость, снабженная маслоотводящим лотком, подведенным к зонам трения элементов зубчатой передачи, нуждающихся в смазывании жидким смазочным материалом. Скребок, емкость и лоток укреплены на неподвижном относительно вращающегося колеса основании.For this, the gear lubrication device comprises an oil bath with a liquid lubricant in which a lower gear gear is immersed, consisting of a disk body with a hub and a ring gear, and whose rim width is greater than the thickness of the body disk. Moreover, at each end of the rim and ring gear, the dimensions of which extend beyond the body disk, a flat ring is strengthened, the outer radius of which is not less than the radius of the circumference of the tops of the ring gear, and the inner radius is smaller than the radius of the inner surface of the rim and larger than the radius of the circle described by the points of contact of the disk end with the upper level of the lubricant of the oil bath during the rotation of the wheel. Between this ring and the end face of the body disk along the vertical axis of symmetry of the wheel end, radially to the wheel, above the hub, perpendicular to the end of the wheel, there is a flat scraper adjacent to the end of the disk and the inner surfaces of the rim and ring. The height of the scraper is not less than the immersion depth of the body disc in the lubricant of the oil bath. An oil receiving tank is installed under the scraper, equipped with an oil drain tray connected to the friction zones of the gear elements that need to be lubricated with liquid lubricant. The scraper, the container and the tray are mounted on a fixed base relative to the rotating wheel.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: схема зубчатой передачи (фиг. 1) и смазочное устройство - вид спереди (фиг. 2) и вид сбоку (фиг. 3).The invention is illustrated by drawings, which depict: a gear scheme (Fig. 1) and a lubricating device - front view (Fig. 2) and side view (Fig. 3).

На чертежах 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 с зубьями 9, кольца 10, скребки 11, неподвижное основание 12, маслоприемные емкости 13, смазкоотводящие лотки 14; радиус R_b окружности вершин зубчатого венца; радиус R_o окружности оснований зубчатого венца; радиус R_вн внутренней поверхности обода; ширина В обода (зубчатого венца); толщина С диска тела; превышение габаритов торцов обода габаритов торцов диска тела - а₁; глубина h₁ погружения диска (6) в смазочный материал (2) масляной ванны; внутренний радиус R_см смоченной смазочным материалом масляной ванны поверхности торцов диска (6) при вращении колеса; наружный радиус R_к1 колец (10); превышение а₂ R_к1 над R_b; внутренний радиус R_к2 колец (10); ширина а₃ скребков; высота а₄ скребков; высота h₂ низа маслоприемных емкостей (13) относительно центра ступицы (7); направление вращения колеса - ω₁.The drawings show: the housing 1 of the oil bath, liquid lubricant 2, the lower gear 3, the mating gears 4 and 5, the disk 6 of the body of the gear (3), the hub 7, the rim 8, the ring gear with teeth 9, rings 10, scrapers 11, fixed base 12, oil receptacles 13, grease trays 14; radius R _{b of the} circumference of the tops of the ring gear; radius R _{o the} circumference of the bases of the ring gear; radius R _{VN of the} inner surface of the rim; the width of the rim (ring gear); body thickness C; exceeding the dimensions of the ends of the rim of the dimensions of the ends of the disk of the body - a ₁ ; depth h ₁ immersion of the disk (6) in the lubricant (2) of the oil bath; inner radius R _{cm of the} surface of the ends of the disk (6) moistened with lubricant of the oil bath during rotation of the wheel; the outer radius R _{k1 of the} rings (10); the excess of a ₂ R _k1 over R _b ; the inner radius R _{k2 of the} rings (10); width a ₃ scrapers; height a ₄ scrapers; height h _{2 the} bottom of the oil receptacles (13) relative to the center of the hub (7); the direction of rotation of the wheel is ω ₁ .

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 а₁. 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. На торцах обода 8 укреплена пара плоских колец 10, наружный радиус которых (R_к1) больше R_b на величину а₂, внутренний радиус колец - R_к2, который больше радиуса R_см. Со стороны каждого торца колеса по вертикальной оси его симметрии, радиально колесу, над ступицей 7, между этим торцом и кольцом 10, с прилеганием к торцу диска 6, внутренней поверхности кольца 10 и внутренней поверхности обода 8, установлен плоский скребок 11, укрепленный на основании 12, неподвижном относительно вращающегося колеса (3). Размер скребков по радиусу колесе (высота a₄ скребков) - не меньше размера h₁. Под скребками 11 распложены маслоприемные емкости 13, укрепленные на основании 11 и снабженные маслоотводящими лотками 14, подведенными к зонам трения элементов зубчатой передачи (зубчатые колеса, подшипники валов), нуждающихся в смазывании жидким смазочным материалом (не показано). Лотки установлены на основании 11, с наклоном в сторону этих зон трения.The gear lubricating device comprises an oil bath 1 with a liquid lubricant 2, into which a lower gear gear 3 is immersed, kinematically connected to the remaining gear wheels (4 and 5). Shafts of transmission wheels are located in a horizontal plane. Wheel 3 consists of a body in the form of a disk 6 with a hub 7 and a rim 8 with a ring gear 9. The radius of the circle of the tops of the ring gear is R _b , the radius of the circle of the bases of the ring gear is R _o , the radius of the inner surface of the rim is R _ext . The width of the rim (and the ring gear) is B, the thickness of the disk 6 of the body is C, the dimensions of the ends of the rim exceed the dimensions of the ends of the disk by a ₁ . The body disk 6 is immersed in the lubricant 2 of the oil bath to a depth of h ₁ , while rotating ω _{1 of the} wheel 3, the inner radius of the surface of the ends of the disk 6 moistened with lubricant 2 of the oil bath is R _cm . A pair of flat rings 10 is strengthened at the ends of the rim 8, the outer radius of which (R _k1 ) is greater than R _b by a ₂ , the inner radius of the rings is R _k2 , which is greater than the radius R _cm On the side of each end of the wheel along the vertical axis of its symmetry, radially to the wheel, above the hub 7, between this end and the ring 10, with a snug fit to the end of the disk 6, the inner surface of the ring 10 and the inner surface of the rim 8, a flat scraper 11 mounted on the base 12, stationary relative to the rotating wheel (3). The size of the scrapers along the radius of the wheel (height a ₄ scrapers) is not less than size h ₁ . Under the scrapers 11, oil receiving containers 13 are mounted, fixed on the base 11 and equipped with oil trays 14, connected to the friction zones of the gear elements (gears, shaft bearings) that need to be lubricated with liquid lubricant (not shown). The trays are installed on the base 11, with an inclination towards these friction zones.

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 1 захватывается внутренними полостями, образованными внутренней поверхностью обода 8, торцами диска 6 и внутренними поверхностями колец 10. Смазочный материал 2 затекает в эти полости при погружении (h₁) в масляную ванну диска 6 благодаря разнице в радиусах R_к и R_см. Захваченный этими полостями смазочный материал переносится при вращении (ω₁) колеса 3 к скребкам 11, снимается ими и попадает к маслоприемные емкости 13, откуда - по лоткам 14 - подается самотеком к зонам трения элементов передачи (зубчатые колеса, подшипники валов), нуждающихся в смазывании жидким смазочным материалом. Наличие превышения R_к1 над R_b позволяет создать смазочные карманы для зубьев зубчатого венца колеса, что улучшает режим их смазывания.During transmission operation and rotation of ω _{1 of} wheel 3, the teeth of its gear ring 9 capture this lubricant when immersed in liquid lubricant 2 of the oil bath 1 and bring it into the engagement zone with the paired mating gear 4, lubricating the friction zone of the teeth of wheels 3 and 4 ; the lubricated teeth of the wheel 4, mating with the teeth of the wheel 5, lubricate the friction zone of the teeth of the wheels 4 and 5. At the same time, when the ( ₃ ) wheel 3 rotates, the lubricant 2 from the oil bath 1 is captured by the internal cavities formed by the inner surface of the rim 8, the ends of the disk 6 and the inner surfaces of the rings 10. The lubricant 2 flows into these cavities when immersed (h ₁ ) in the oil bath of the disk 6 due to the difference in the radii R _to and R _see The lubricant captured by these cavities is transferred during rotation (ω ₁ ) of the wheel 3 to the scrapers 11, is removed by them and gets to the oil receiving containers 13, from where - through the trays 14 - it flows by gravity to the friction zones of the transmission elements (gear wheels, shaft bearings) that need lubrication with liquid lubricant. The presence of excess R _k1 over R _b allows you to create lubrication pockets for the teeth of the gear rim of the wheel, which improves the mode of lubrication.

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 и плоскостями между торцами диска 6, внутренней поверхностью обода 8 и кольцами 10. Тем самым предотвращается бесцельное перемещение смазочного материала в процессе вращения колеса, захватываемого внутренней поверхностью обода 8. Кольца 10 позволяют увеличить количество захватываемого этой поверхностью смазочного материала (путем образования полостей), обеспечить дополнительное смазывания элементов зубчатой передачи. Это повышает качество смазывания элементов передачи. Кроме того, кольца 10 позволяют оборудовать смазочные карманы, предотвращая стекание смазочного материала при вращении колеса с боковых поверхностей зубьев колеса, участвующих в процессе трения, на торцы колеса.Compared with the prototype, the proposed design of the gear lubrication device allows not only to supply lubricant to the gear teeth of the gear wheels by capturing the lubricant from the oil bath by the teeth of the lower gear immersed in the oil bath, but also by the planes between the ends of the disk 6, the inner surface of the rim 8 and the rings 10. This prevents the aimless movement of the lubricant during the rotation of the wheel, grab the inner surface of the rim 8. The rings 10 can increase the amount of lubricant captured by this surface (by forming cavities), provide additional lubrication of the gear elements. This improves the lubrication of the transmission elements. In addition, the rings 10 make it possible to equip the lubrication pockets, preventing the lubricant from draining when the wheel rotates from the side surfaces of the teeth of the wheel involved in the friction process onto the ends of the wheel.

Claims

Смазочное устройство зубчатой передачи, смазываемой жидким смазочным материалом методом погружения, содержащее масляную ванну с жидким смазочным материалом, в который погружено нижерасположенное зубчатое колесо зубчатой передачи, состоящее из тела в виде диска со ступицей и обода с зубчатым венцом, и у которого ширина обода больше толщины диска тела, отличающееся тем, что на каждом торце обода, габарит которого выходит за габарит диска тела, укреплено плоское кольцо, наружный радиус которого не меньше радиуса окружности вершин зубчатого венца, а внутренний радиус меньше радиуса внутренней поверхности обода и больше радиуса окружности, описываемой точками соприкосновения торца диска с верхним уровнем смазочного материала масляной ванны при вращении зубчатого колеса, между этим кольцом и торцом диска по вертикальной оси симметрии торца зубчатого колеса, радиально колесу, над ступицей, перпендикулярно торцу зубчатого колеса установлен плоский скребок, прилегающий к торцу диска и внутренним поверхностям обода и кольца, высота скребка не меньше глубины погружения диска тела в смазочный материал масляной ванны, под скребком установлена маслоприемная емкость, снабженная маслоотводящим лотком, подведенным к зонам трения элементов зубчатой передачи, нуждающимся в смазывании жидким смазочным материалом, а скребок, емкость и лоток укреплены на неподвижном относительно вращающегося зубчатого колеса основании.A lubricating device of a gear train lubricated by a liquid lubricant by immersion, containing an oil bath with liquid lubricant, into which a lower gear of a gear train is immersed, consisting of a body in the form of a disk with a hub and a rim with a gear rim, and whose rim width is greater than the thickness body disk, characterized in that at each end of the rim, the dimension of which is beyond the size of the body disk, a flat ring is strengthened, the outer radius of which is not less than the radius of the circle of the tops of the gear about the crown, and the inner radius is smaller than the radius of the inner surface of the rim and larger than the radius of the circle described by the points of contact of the end of the disk with the upper level of lubricant of the oil bath when the gear rotates, between this ring and the end of the disk along the vertical axis of symmetry of the end of the gear, radially to the wheel, a flat scraper is installed above the hub, perpendicular to the end of the gear wheel, adjacent to the end of the disk and the inner surfaces of the rim and ring, the height of the scraper is not less than the immersion depth of the disk body in the lubricant of the oil bath, under the scraper, an oil receiving tank is installed, equipped with an oil drain tray connected to the friction zones of the gear elements, which need to be lubricated with liquid lubricant, and the scraper, the tank and the tray are mounted on a base that is stationary relative to the rotating gear.