RU2568625C1

RU2568625C1 - Lubricating device of gear transmission

Info

Publication number: RU2568625C1
Application number: RU2014131427/11A
Authority: RU
Inventors: Денис Николаевич Мендрух; Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Денис Николаевич Мендрух; Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2015-11-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: lubricating device of gear transmission contains lubricating element in form of pinion secured on axle immersed in oil bath and engaged with above located lubricated wheel of high-speed stage gear. The pinion is made composite, comprising several individual identical pinions rigidly secured on same axle and distributed along the toothed rim of the wheel. From the toothed rim of each individual pinion along the entire circle row of teeth is cut out with same pitch. Number of cut teeth per each pitch for each individual pinion is equal to number of other individual pinions. To ensure as minimum single pair engagement of the lubricating element the individual pinions are secured on axle with displacement of the individual pinions relatively to each other in plane of their rotation ensuring engagement with rotating wheel of at least one tooth of one of individual pinions.

EFFECT: higher efficiency of lubrication.

3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с картерным смазыванием методом погружения.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used in 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, рис. 8.1.A lubricating gear transmission device is known that contains an oil bath with a liquid lubricant into which the lower gear gear is immersed - see, for example, “Dunaev PF, Lelikov OP Machine parts. Course design: Textbook. allowance for machine building. specialist. technical schools. - M .: Higher. school, 1984. - 336 p., ill. ”, p. 131, fig. 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.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 “P. Guzenkov. Machine details: Textbook. for universities. - 4th ed., Rev. M .: Higher. school, 1986. - 359 pp., ill. ”, p. 214, fig. 12.33 a.

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 wheel rim, the width of the gear rim is also large enough, which makes the lubricant agitation 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 эффективности смазывания.The invention solves the problem of increasing the effectiveness of lubrication.

Для этого смазочное устройство зубчатой передачи содержит смазкоподающий элемент в виде шестерни, установленной в корпусе передачи, шестерня погружена в масляную ванну и находится в зацеплении с расположенным над ней смазываемым колесом быстроходной ступени передачи; причем шестерня выполнена составной, состоящей из нескольких отдельных идентичных шестерен, жестко укрепленных на одной оси и разнесенных на оси вдоль ширины зубчатого венца колеса; из зубчатого венца каждой шестерни, по всей его окружности, с одинаковым шагом вырезан ряд зубьев; количество вырезанных зубьев в каждом шаге для каждой шестерни равно количеству остальных шестерен; а для обеспечения как минимум однопарного зацепления смазочного элемента крепление шестерен на оси выполнено со смещением шестерен друг относительно друга в плоскости их вращения с обеспечением зацепления со смазываемым колесом при его вращении как минимум одного из зубьев одной из шестерен.To this end, the gear lubricating device comprises a lubricating element in the form of a gear installed in the gear housing, the gear is immersed in the oil bath and is engaged with the lubricated wheel of the high-speed gear stage located above it; moreover, the gear is made integral, consisting of several separate identical gears rigidly fixed on one axis and spaced on an axis along the width of the gear ring of the wheel; from the gear rim of each gear, along its entire circumference, a series of teeth is cut out with the same pitch; the number of cut teeth in each step for each gear is equal to the number of remaining gears; and to ensure at least one-pair engagement of the lubricating element, the gears are mounted on the axis with the gears offset relative to each other in the plane of their rotation, with at least one of the teeth of one of the gears engaging with the lubricated wheel when it rotates.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: фрагмент зубчатой передачи со смазочным устройством - фиг. 1, отдельно смазанная шестерня (вид с торца) - фиг. 2, та же шестерня (в сечении, вид сбоку) - фиг. 3.The invention is illustrated in the drawing, which shows: a fragment of a gear train with a lubricating device - FIG. 1, separately lubricated gear (end view) - FIG. 2, the same gear (in cross section, side view) - FIG. 3.

На чертеже показаны: отдельные смазочные шестерни 1, зубчатый венец шестерни с зубьями 2, ось 3, масляная ванна 4, верхний уровень 5 масляной ванны, корпус 6 зубчатой передачи, зубчатый венец 7 смазываемого колеса 8, окружность впадин 9 зубчатого венца шестерни (1), окружность вершин 10 зубчатого венца шестерни (1), оси 11 вырезанных зубьев шестерни (1); ширина венца В_к смазываемого колеса 8; ширина В_ш отдельной смазочной шестерни (1).The drawing shows: individual lubricating gears 1, gear ring gears with teeth 2, axis 3, oil bath 4, upper level 5 of the oil bath, gear housing 6, gear ring 7 of the lubricated wheel 8, the circumference of the cavities 9 of the gear ring gear (1) the circumference of the vertices 10 of the gear ring gear (1), the axis 11 of the cut gear teeth (1); rim width B _{to the} lubricated wheel 8; Width _{H of} separate lubricating gear (1).

Смазочное устройство зубчатой передачи представляет собой смазкоподающий элемент в виде нескольких отдельных шестерен 1 с зубьями 2, жестко укрепленных на общей оси 3, шестерни погружены в масляную ванну 4 с верхним уровнем 5, расположенную в корпусе 6 передачи, смазкоподающий элемент сопряжен с зубчатым венцом вышерасположенного смазываемого зубчатого колеса 8; шестерни 1 разнесены друг относительно друга на оси 3 вдоль зубчатого венца 7 колеса 8, каждая из них имеет ширину b_ш своего зубчатого венца. Из зубчатого венца каждой шестерни по всей его окружности с одинаковым шагом вырезан ряд зубьев (их оси на чертеже обозначены - 11), количество вырезанных зубьев (11) в каждом шаге для каждой шестерни равно количеству остальных шестерен; а для обеспечения как минимум однопарного зацепления крепление шестерен на оси выполнено со смещением шестерен друг относительно друга в плоскости их вращения с обеспечением зацепления с колесом 8 при его вращении как минимум одного из зубьев 2 одной из шестерен 1.The gear lubrication device is a lubricating element in the form of several separate gears 1 with teeth 2 rigidly fixed on a common axis 3, the gears are immersed in an oil bath 4 with an upper level 5 located in the gear housing 6, the lubricating element is interfaced with the gear rim of the upstream lubricated gear wheel 8; gears 1 are spaced relative to each other on the axis 3 along the gear rim 7 of the wheel 8, each of them has a width b _{w of} its gear rim. A row of teeth is cut from the gear rim of each gear around its circumference with the same pitch (their axes are indicated on the drawing - 11), the number of cut teeth (11) in each step for each gear is equal to the number of other gears; and to ensure at least one-pair engagement, the gears are mounted on the axis with the gears displaced relative to each other in the plane of their rotation to ensure gearing with the wheel 8 when it rotates at least one of the teeth 2 of one of the gears 1.

Работает данное смазочное устройство следующим образом. При вращении зубчатого колеса 8 зубья 7 его зубчатого венца взаимодействуют с зубьями 2 шестерен 1 смазкоподающего элемента, вращая шестерни (1); зубья 2 шестерен при погружении в масляную ванну 4 захватывают смазочный материал и при дальнейшем проворачивании подают его на зубья 7 смазываемого колеса 8. При этом зацепление смазываемого колеса 8 происходит поочередно с каждой отдельной смазочной шестерней 1 (остальные шестерни в зацеплении не участвуют, но при этом проворачиваются на общей оси 3, на которой жестко укреплены все шестерни). Подобранный шаг вырезания части зубьев шестерен позволяет обеспечить плавное вращение смазкопередающего устройства (шестерен).This lubricating device operates as follows. When the gear wheel 8 rotates, the teeth 7 of its gear rim interact with the teeth 2 of the gears 1 of the lubricating element, rotating the gears (1); the teeth of the 2 gears when immersed in the oil bath 4 capture the lubricant and, when further turned, feed it to the teeth 7 of the lubricated wheel 8. In this case, the lubrication of the lubricated wheel 8 takes place with each separate lubricating gear 1 (the remaining gears are not engaged, but rotate on a common axis 3, on which all gears are rigidly fixed). The selected step of cutting out part of the gear teeth allows for smooth rotation of the lubricating transmission device (gears).

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция смазочного устройства обладает рядом преимуществ. За счет выполнения смазкоподающего элемента из нескольких шестерен (с меньшей шириной зубчатых венцов Вш, чем одна цельная шестерня) увеличивается общая зона смазывания зубьев 7 колеса 8. Благодаря отсутствию части зубьев 2 зубчатых венцов шестерен уменьшается степень взбалтывания смазочного материала масляной ванны 4 при вращении в них шестерен 1 (качество сопряжения зубьев шестерен и смазываемого колеса не ухудшается). Все это повышает качество смазывания.Compared with the prototype, the proposed design of the lubricating device has several advantages. Due to the implementation of the lubricating element of several gears (with a smaller width of the gear rims Вш, than one solid gear) increases the total lubrication zone of the teeth of the 7 wheels 8. Due to the absence of a part of the teeth 2 of the gear rims of the gears, the degree of agitation of the lubricant of the oil bath 4 decreases when rotating in them gears 1 (the quality of pairing of gear teeth and lubricated wheel does not deteriorate). All this improves the quality of lubrication.

Claims

A gear lubricating device, mainly multi-stage with crankcase lubrication, containing a lubricating element in the form of a gear mounted on an axle immersed in an oil bath and meshed with a lubricated wheel of a high-speed transmission stage located above it, characterized in that the gear is made integral, consisting of several separate identical gears rigidly fixed on one axis and spaced along the gear rim of the wheel; from the gear rim of each individual gear along its entire circumference with the same pitch cut a series of teeth; the number of cut teeth in each step for each individual gear is equal to the number of other individual gears; and to ensure at least one-pair engagement of the lubricating element, the mounting of individual gears on the axis is made with the displacement of the individual gears relative to each other in the plane of their rotation, with at least one of the teeth of one of the individual gears engaging with the rotating wheel.