RU2569225C1

RU2569225C1 - Lubricating device of gearing

Info

Publication number: RU2569225C1
Application number: RU2014137747/11A
Authority: RU
Inventors: Елена Николаевна Мендрух; Николай Викторович Мендрух; Наталья Сергеевна Терзиева
Original assignee: Елена Николаевна Мендрух; Николай Викторович Мендрух; Наталья Сергеевна Терзиева
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2015-11-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: lubricating device of gearing contains a lubricating element in form of lubricating pinion and additional pinion, its teeth are made out of material with low friction coefficient, installed on axle of the lubricating pinion, and being in passive engagement with lubricated tooth-wheel. Teeth of the lubricating pinion are made with maximum width, and teeth of the additional pinion with minimum width. Both pinions are installed on the axle with possibility of independent rotation relatively to each other. In body of the lubricating pinion a cutout is made, in it tension spring is installed, it is secured on body of the lubricating pinion and body of the additional pinion ensuring the possibility of their forced rotation by this spring relatively to each other, and pressing of teeth of the lubricating pinion to the trailing side surfaces of teeth of the lubricated tooth-wheel, and pressing of teeth of additional pinion to the sagging side surfaces of teeth of lubricated tooth-wheel.

EFFECT: higher efficiency of lubrication.

5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано для смазывания зубчатых передач ротапринтным способом.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used for lubricating gears in a rotaprint way.

Известно ротапринтное смазочное устройство зубчатой передачи, содержащее смазывающий элемент в виде шестерни, обкатывающей при работе передачи зубья одного из ее смазываемых зубчатых колес. Зубья шестерни изготовлены из прессованного смазочного материала, шестерня установлена к смазываемому зубчатому колесу зубчатой передачи, причем прижатие выполняется по линии, соединяющей центры вращения шестерни и смазываемого колеса (радиальное поджатие), для чего шестерня посредством оси установлена на одном из плеч коромысла, укрепленном в корпусе редуктора, с возможностью поворота в общей плоскости вращения шестерни и колеса, а прижатие выполнено посредством пружины растяжения, укрепленной на корпусе передачи и втором плече коромысла, см., например, Дроздов Ю.Н. и др. Трение и износ в экстремальных условиях: Справочник / Ю.Н. Дроздов, В.Г. Павлов, В.Н. Пучков. - Машиностроение, 1986. - 224 с: ил. - (Основы проектирования машин), стр. 191, 192, рис. 2, а.A rotary grease gear lubricating device is known, comprising a lubricating element in the form of a gear running around the gear teeth of one of its lubricated gear wheels during gear operation. The gear teeth are made of pressed lubricant, the gear is mounted on the gear gear to be lubricated, and the pressing is carried out along the line connecting the centers of rotation of the gear and the gear lubricated (radial compression), for which the gear is mounted on one of the rocker arms mounted in the housing by means of an axis gear, with the possibility of rotation in the common plane of rotation of the gear and wheel, and the pressing is made by means of a tension spring mounted on the gear housing and the second shoulder of the gearbox thoughts. See, e.g., Yu Drozdov et al. Friction and wear under extreme conditions: Reference book / Yu.N. Drozdov, V.G. Pavlov, V.N. Puchkov. - Engineering, 1986. - 224 s: silt. - (Fundamentals of machine design), p. 191, 192, Fig. 2 a.

Недостаток данного устройства состоит в том, что прижатие смазывающей шестерни к смазываемому колесу осуществляется именно по линии, соединяющей центры их вращения (шестерни и колеса), в то время как смазывать необходимо боковые поверхности зубьев колеса, которые располагаются (в зоне прижатия шестерни к колесу) перпендикулярно линии действия прижимающего усилия. И в этом случае силы трения (скольжения и качения) между сопрягающимися боковыми поверхностями шестерни (несущими смазочный материал) и боковыми (смазываемыми) поверхностями зубьев колеса, которые (эти силы) и обеспечивают перенос смазочного материала с зубьев шестерни на зубья колеса, практически не зависят от прижимающей шестерню к колесу силы. Это приводит к тому, что процесс переноса смазочного материала с зубьев шестерни на зубья колеса является малоэффективным, кроме того, при данной схеме прижатия смазочной шестерни к смазываемому колесу не выдерживается необходимое межосевое расстояние между ними, вследствие этого корни зубьев шестерни упираются в вершины зубьев колеса, что затрудняет взаимное зацепление шестерни и колеса, приводит к усиленному износу корней зубьев шестерни (изготовленных из прессованного смазочного материала), что еще больше ухудшает зацепление шестерни и колеса и может вызывать заклинивание зубьев шестерни во впадинах зубчатого венца колеса.The disadvantage of this device is that the lubricating gear is pressed against the lubricated wheel exactly along the line connecting the centers of their rotation (gears and wheels), while the side surfaces of the gear teeth that are located in the zone of pressing the gear against the wheel must be lubricated perpendicular to the line of action of the pressing force. And in this case, the friction forces (sliding and rolling) between the mating lateral surfaces of the gear (carrying lubricant) and the lateral (lubricated) surfaces of the gear teeth, which (these forces) provide the transfer of lubricant from the gear teeth to the gear teeth, are practically independent from pinching gear to wheel of force. This leads to the fact that the process of transferring lubricant from the gear teeth to the teeth of the wheel is ineffective, in addition, with this scheme of pressing the lubricating gear to the lubricated wheel, the necessary center distance between them is not maintained, as a result of which the roots of the gear teeth abut against the tops of the gear teeth, which complicates the mutual engagement of the gear and the wheel, leads to increased wear of the roots of the gear teeth (made of pressed lubricant), which further affects the gear engagement Rnie and wheels and can cause jamming of the teeth of the gear in the hollows of the gear rim of the wheel.

В качестве прототипа взята конструкция смазочного устройства, реализующего взаимное тангенциальное поднятие зубьев смазывающей шестерни и смазываемого зубчатого колеса, см. описание прототипа (см. выше) - стр. 191, 192, рис. 2, б. Смазочное устройство содержит смазывающую шестерню, зубья которой изготовлены из прессованного смазочного материала, причем шестерня выполнена из двух половин одинаковой формы в плоскости вращения шестерни, обе половины установлены на одной оси и подпружинены относительно друг друга с созданием усилия, стремящегося провернуть обе половины шестерни относительно друг друга в плоскости вращения шестерни. Зубья обеих половин шестерни находятся в зацеплении с зубьями колеса и боковыми поверхностями своих зубьев контактируют при этом с боковыми поверхностями зубьев колеса - отстающие боковые поверхности зубьев одной шестерни контактируют с набегающими боковыми поверхностями зубьев колеса, а набегающие боковые поверхности зубьев другой шестерни контактируют с отстающими боковыми поверхностями зубьев. Такой контакт имеет место для каждой пары смещенных относительно друг друга зубьев обеих половин шестерни в каждой впадине зубчатого венца колеса.As a prototype, the design of a lubricating device that implements the mutual tangential lift of the teeth of the lubricating gear and the lubricated gear wheel is taken, see the description of the prototype (see above) - pp. 191, 192, Fig. 2, b. The lubricating device comprises a lubricating gear, the teeth of which are made of pressed lubricant, the gear being made of two halves of the same shape in the plane of rotation of the gear, both halves are mounted on the same axis and are spring loaded relative to each other with the creation of an effort to rotate both halves of the gear relative to each other in the plane of rotation of the gear. The teeth of both halves of the gear are meshed with the teeth of the wheel and the side surfaces of their teeth are in contact with the side surfaces of the teeth of the wheel — the lagging side surfaces of the teeth of one gear are in contact with the running side surfaces of the teeth of the wheel, and the running side surfaces of the teeth of the other gear are in contact with the lagging side surfaces teeth. Such contact occurs for each pair of teeth of both halves of the gear shifted relative to each other in each cavity of the gear rim of the wheel.

Недостаток прототипа состоит в том, что поджатие зубьев шестерни к зубьям колеса осуществляется посредством взаимного разведения в плоскости вращения шестерни обеих ее половин (разводимых относительно друг друга посредством пружин, стремящихся провернуть обе половины шестерни в противоположных направлениях). При этом зубья обеих половин шестерни (изготовленные из прессованного смазочного материала) контактируют с определенным прижатием, возникающим от воздействия вращающегося колеса и действия пружин, разводящих обе половины шестерни, как с набегающими боковыми поверхностями зубьев колеса, так и с отстающими их боковыми поверхностями. При этом происходит смазывание зубьев колеса, как их набегающих боковых сторон, так и отстающих, что сопровождается изнашиванием зубьев шестерни. А при нереверсивных режимах работы (наиболее частных режимах) зубчатых передач необходимо производить смазывание только набегающих боковых поверхностей зубьев колеса, т.к. именно набегающие поверхности участвуют в зацеплении со вторым (парным) колесом в передаче; поэтому износ зубьев шестерни о боковые отстающие поверхности зубьев колеса нерационален. Кроме того, следует учитывать, что в случае реверсивного режима работы передачи, когда по очереди работают обе боковые поверхности зубьев колеса, при данной конструкции смазочного устройства смазывание каждой отдельной половиной шестерни производится только для половины ширины боковых поверхностей зубьев колеса, а вторая их половина остается несмазанной, что ухудшает режим трения сопрягающихся зубьев парных зубчатых колес.The disadvantage of the prototype is that the preloading of the gear teeth to the teeth of the wheel is carried out by mutual dilution in the plane of rotation of the gear of both its halves (spaced apart from each other by means of springs tending to crank both halves of the gear in opposite directions). In this case, the teeth of both halves of the gear (made of pressed lubricant) are in contact with a certain amount of pressure arising from the action of the rotating wheel and the action of the springs that extend both halves of the gear, both with the running side surfaces of the gear teeth and with the lateral surfaces lagging behind them. In this case, the teeth of the wheel are lubricated, both of their running sides and of the lagging ones, which is accompanied by wear of the gear teeth. And with non-reversible operating modes (most private modes) of gears, it is necessary to lubricate only the running side surfaces of the gear teeth, since it is the running surfaces that are involved in gearing with the second (pair) wheel in the transmission; therefore, the wear of the gear teeth on the lateral lagging surfaces of the gear teeth is irrational. In addition, it should be borne in mind that in the case of a reverse gear operation mode, when both side surfaces of the teeth of the wheel work in turn, with this design of the lubricating device, each individual half of the gear is lubricated for only half the width of the side surfaces of the teeth of the wheel, and the other half remains lubricated , which worsens the friction of the mating teeth of the pair of gears.

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

Для этого смазочное устройство содержит смазочный элемент в виде шестерни, зубья которой изготовлены из прессованного смазочного материала, установленного на оси и находящейся в пассивном зацеплении со смазываемым зубчатым колесом передачи с тангенциальным поджатием к нему; причем смазочный элемент содержит дополнительную шестерню, зубья которой изготовлены из материала с низким коэффициентом трения, установленную на оси смазочной шестерни и находящуюся в пассивном зацеплении со смазываемым зубчатым колесом, зубья смазочной шестерни выполнены максимально уширенными, а зубья дополнительной шестерни - максимально зауженными; обе шестерни установлены на оси с возможностью независимого их вращения относительно друг друга; в теле смазочной шестерни выполнен вырез, в котором расположена пружина растяжения, укрепленная на теле смазочной шестерни и теле дополнительной шестерни с обеспечением возможности их принудительного проворачивания этой пружиной относительно друг друга и обеспечением прижатия при этом зубьев смазочной шестерни к набегающим боковым поверхностям зубьев смазываемого зубчатого колеса и прижатия зубьев дополнительной шестерни к отстающим боковым поверхностям зубьев этого колеса.To this end, the lubricating device comprises a lubricating element in the form of a gear, the teeth of which are made of pressed lubricant mounted on an axis and in passive engagement with a lubricated gear gear with tangential compression against it; moreover, the lubricating element contains an additional gear, the teeth of which are made of a material with a low coefficient of friction, mounted on the axis of the lubricating gear and which is passively engaged with the lubricated gear wheel, the teeth of the lubricating gear are made as wide as possible, and the teeth of the additional gear are as narrow as possible; both gears are mounted on the axis with the possibility of independent rotation relative to each other; a cutout is made in the body of the lubricating gear, in which a tension spring is located, mounted on the body of the lubricating gear and the body of the additional gear, allowing them to be forced to rotate relative to each other and ensuring that the teeth of the lubricating gear are pressed against the running lateral surfaces of the teeth of the lubricated gear and pressing the teeth of the additional gear to the lagging side surfaces of the teeth of this wheel.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: общий вид зубчатой передачи со смазочным элементом - фиг. 1, смазочный элемент (вид со стороны вершин зубьев) - фиг. 2, смазочная шестерня (вид с торца) - фиг. 3, дополнительная шестерня (вид с торца) - фиг. 4, схема взаимодействия зубьев обеих шестерен с зубьями колеса - фиг. 5.The invention is illustrated by drawings, which depict: a General view of the gear transmission with a lubricating element - Fig. 1, a lubricating element (view from the top of the teeth) - FIG. 2, lubricating gear (end view) - FIG. 3, additional gear (end view) - FIG. 4, a diagram of the interaction of the teeth of both gears with the teeth of the wheel — FIG. 5.

На чертежах показаны: смазочная шестерня 1, ее зубчатый венец с зубьями 2, ось 3, смазываемое зубчатое колесо 4 передачи с зубчатым венцом 5, парное зубчатое колесо 6 передачи с зубчатым венцом 7, дополнительная шестерня 8, ее зубчатый венец 9, вырез 10 в теле смазочной шестерни (1), выступ 11, пружина 12, крепеж 13; направления вращения - обеих шестерен ω₁ зубчатых колес - ω₂, ω₃; вектор F действия пружины (12); реакции R₁ и R₂ между боковыми поверхностями сопряженных зубьев обеих шестерен (2 и 9) с боковыми поверхностями зубьев 5 колеса 4.The drawings show: a lubricating gear 1, its gear ring with teeth 2, an axis 3, a gear lubricating gear 4 with a gear ring 5, a pair gear gear 6 with a gear ring 7, an additional gear 8, its gear ring 9, a cutout 10 in the body of the lubricating gear (1), the protrusion 11, the spring 12, the fasteners 13; direction of rotation of both gears ω ₁ gears - ω ₂ , ω ₃ ; spring action vector F (12); the reaction of R ₁ and R ₂ between the side surfaces of the mating teeth of both gears (2 and 9) with the side surfaces of the teeth 5 of the wheel 4.

Смазочное устройство представляет собой смазочный элемент в виде пары зубчатых шестерен 1 и 8, установленных на одной оси 3 с возможностью независимого вращения относительно друг друга и находящихся в зацеплении со смазываемым зубчатым колесом 5, зубья одной (смазочной) шестерни 1 изготовлены из прессованного смазочного материала, зубья другой (дополнительной) шестерни 8 изготовлены из материала с низким коэффициентом трения (например, из пластмассы). Зубья 2 смазочной шестерни 1 выполнены максимально уширенными, а зубья 9 дополнительной шестерни выполнены максимально зауженными. В теле смазочной шестерни 1 выполнен вырез 10, в котором расположена пружина растяжения 12, эта пружина одним своим концом закреплена на выступе 11, расположенном на теле дополнительной шестерни 8, а вторым своим концом закреплена (13) на теле смазочной шестерни 1. Причем пружина расположена и укреплена между обеими шестернями таким образом, что она стремится провернуть обе шестерни относительно друг друга, при этом зубья (2) смазочной шестерни 1, выполненные из прессованного смазочного материала, оказываются прижатыми к набегающим боковым поверхностям зубьев 5 колеса 4, которые необходимо смазать - для их последующего взаимодействия в процессе работы передачи с рабочими боковыми поверхностями зубьев 7 второго парного зубчатого колеса 6. А зубья 9 дополнительной шестерни 8 оказываются прижатыми с отстающими боковыми поверхностями зубьев 5 колеса 4, которые (поверхности) не участвуют в зацеплении с зубьями 7 колеса 6.A lubricating device is a lubricating element in the form of a pair of gears 1 and 8 mounted on the same axis 3 with the possibility of independent rotation relative to each other and meshed with a lubricated gear wheel 5, the teeth of one (lubricating) gear 1 are made of pressed lubricant, the teeth of the other (additional) gear 8 are made of a material with a low coefficient of friction (for example, plastic). The teeth 2 of the lubricating gear 1 are made as wide as possible, and the teeth 9 of the additional gear are made as narrow as possible. A cut-out 10 is made in the body of the lubricating gear 1, in which a tension spring 12 is located, this spring is fixed with its one end to a protrusion 11 located on the body of the additional gear 8, and its second end is fixed (13) on the body of the lubricating gear 1. Moreover, the spring is located and is fixed between both gears in such a way that it tends to rotate both gears relative to each other, while the teeth (2) of the lubricating gear 1 made of pressed lubricant are pressed against the oncoming lateral rotation the teeth of the 5 wheels 4 to be lubricated - for their subsequent interaction during the operation of the transmission with the working side surfaces of the teeth 7 of the second pair of gears 6. And the teeth 9 of the additional gear 8 are pressed with the lagging side surfaces of the teeth 5 of the wheel 4, which ) do not participate in gearing with teeth 7 of wheel 6.

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

Предварительно обе шестерни принудительно совмещают зубчатыми венцами (2 и 9) и вводят пару зубьев обеих шестерен (1 и 8) во впадину зубчатого венца 5 колеса 4 (при этом пружина 12 дополнительно растягивается). После прекращения принудительного совмещения зубчатых венцов (2 и 9), под действием пружины 12 эти шестерни (1,8) проворачиваются относительно друг друга, при этом зубья 2 смазочной шестерни 1 (выполненные из прессованного смазочного материала) упираются своими боковыми поверхностями в набегающие (рабочие) боковые поверхности зубьев 5 колеса 4, которые необходимо смазывать; а зубья 9 дополнительной шестерни 8 (выполненные из материала с низким коэффициентом трения) упираются в отстающие боковые поверхности зубьев 5 колеса 4 (которые являются нерабочими и в смазывании не нуждаются). При вращении колеса 4 (ω₂) происходит и вращение (ω₁) обеих шестерен. Разведение шестерен пружиной 12 обеспечивает надежное тангенциальное прижатие зубьев (2 и 9) шестерен (1 и 8) к зубьям 5 колеса 4 и обеспечивает надежное их смазывание (рабочих боковых поверхностей зубьев колеса). При контакте зубьев (2 и 9) шестерен (1 и 8) и зубьев 5 колеса 4 между ними возникают реакции - R₁ и R₂, величины которых могут быть заданы параметрами пружины 12.Previously, both gears are forcibly combined with gear crowns (2 and 9) and a pair of teeth of both gears (1 and 8) is inserted into the cavity of the gear ring 5 of wheel 4 (the spring 12 is further stretched). After the termination of the forced alignment of the ring gears (2 and 9), under the action of the spring 12, these gears (1,8) rotate relative to each other, while the teeth 2 of the lubricating gear 1 (made of pressed lubricant) abut against their running surfaces (working ) the side surfaces of the teeth 5 of the wheel 4, which must be lubricated; and the teeth 9 of the additional gear 8 (made of a material with a low coefficient of friction) abut against the lagging side surfaces of the teeth 5 of the wheel 4 (which are inoperative and do not need lubrication). When the wheel 4 (ω ₂ ) rotates, so does the rotation (ω ₁ ) of both gears. The breeding of the gears by the spring 12 provides reliable tangential pressing of the teeth (2 and 9) of the gears (1 and 8) to the teeth 5 of the wheel 4 and ensures their reliable lubrication (working side surfaces of the teeth of the wheel). Upon contact of the teeth (2 and 9) of the gears (1 and 8) and the teeth 5 of the wheel 4, reactions occur between them - R ₁ and R ₂ , the values of which can be set by the parameters of the spring 12.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция обеспечивает надежное смазывания зубьев смазываемого зубчатого колеса 4 по максимально возможной ширине его зубьев, что способствует стабилизации режима трения между зубьями зубчатых коелс передачи и повышает их долговечность.Compared with the prototype, the proposed design provides reliable lubrication of the teeth of the lubricated gear 4 along the maximum possible width of its teeth, which helps to stabilize the friction between the teeth of the gear transmission gear and increases their durability.

Claims

A gear lubricating device, mainly a rotaprint, containing a lubricating element in the form of a lubricating gear, the teeth of which are made of extruded lubricant mounted on an axle and passively engaged with a lubricated gear gear with tangential compression against it, characterized in that the lubricating element contains an additional gear, the teeth of which are made of a material with a low coefficient of friction, mounted on the axis of the lubricating gear and located in sivny gearing with a lubricated gear wheel, the teeth of the lubricating gear are made as wide as possible, and the teeth of the additional gear - as narrow as possible, both gears are mounted on the axis with the possibility of independent rotation relative to each other, a cutout is made in the body of the lubricating gear, in which there is a tension spring mounted on the body of the lubricating gear and the body of the additional gear with the possibility of their forced rotation of this spring relative to each other and providing pressure Ia teeth lubricating gear to ram the side surfaces of the teeth lubricated gear and more gear teeth pressing to lagging lateral surfaces of the teeth lubricated gear.