RU2609520C1

RU2609520C1 - Tooth-wheel

Info

Publication number: RU2609520C1
Application number: RU2015139011A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2015-09-11
Filing date: 2015-09-11
Publication date: 2017-02-02

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: invention relates to machine engineering and can be used in the low-speed gears with coarse-pitch tooth-wheels lubricated with liquid lubricants by immersion. A tooth-wheel contains a body, a pair of circumferential linings fixed on the body ends theouter diameter of which is equal to the circumferential diameter of the tooth ring vertices, and a tooth ring made of hollow teeth. Each tooth is made of a pair of curved plates forming the lateral teeth surfaces and fixed between the inner ends of the annular linings. There is a through window in the plate forming a lateral surface during the wheel rotation at its junction with the wheel body, whose width is equal to the plate width, and the window height is equal to the outside section of the tooth surface, calculated for this wheel. The flange of the L-shaped element oriented in the direction of the wheel body, is made equidistantly to the first plate, and the gap magnitude between the flange and the wheel body is commensurate with the first plate window height.

EFFECT: improving quality of the tooth-wheel lubrication is provided.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в тихоходных зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми колесами, смазываемыми жидкими смазочными материалами методом погружения.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used in low-speed gears with large-modular gears, lubricated by liquid lubricants by immersion.

Известна конструкция зубчатого колеса, содержащего тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках тела, прилегающих к зубчатому венцу, (см., например, патент США №3861231, кл. 74-410, 1976 г.).A known design of a gear wheel containing a body, a ring gear with teeth and a pair of ring plates mounted on the ends of the teeth and body parts adjacent to the ring gear (see, for example, US patent No. 3861231, CL 74-410, 1976 )

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что жидкий смазочный материал, захваченный зубьями колеса из масляной ванны - при их погружении в эту ванну - в процессе проворачивания колеса в сторону зоны зацепления парных зубчатых колес, нуждающейся в смазывании, стекает с поверхностей зубьев колеса, и к моменту входа этих зубьев в зацепление с зубьями парного колеса, они могут уже не нести на себе достаточного количества смазочного материала, необходимого для качественного смазывания зоны трения сопряженных зубьев парных колес. Это интенсифицирует процесс изнашивания зубьев парных колес.The disadvantage of this gear wheel is that the liquid lubricant captured by the teeth of the wheel from the oil bath - when they are immersed in this bath - in the process of turning the wheel in the direction of the engagement area of the pair of gears in need of lubrication, drains from the surfaces of the gear teeth, and by the moment these teeth come into engagement with the teeth of the pair of wheels, they may no longer carry enough lubricant for themselves to properly lubricate the friction zone of the mating teeth of the pair of wheels. This intensifies the wear process of the teeth of the twin wheels.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2536286, кл. F16H 55/10, F16H 55/17, F16H 57/04, опубл. 20.12.2014 г., бюл. №35. Сущность изобретения состоит в том, что колесо содержит тело, пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела колеса, наружный диаметр которых равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, и зубчатый венец, выполненный из полых зубьев, каждый из которых состоит из пары пластин, изогнутых по профилю боковых поверхностей расчетного для данного колеса зуба и закрепленных между торцевыми накладками на теле колеса. В пластине, являющейся опережающей при вращении колеса, на участке примыкания ее к телу колеса, вдоль ширины зубчатого венца выполнены сквозные отверстия. Вторая пластина снабжена Г-образным элементом, шириной, равной ширине этой пластины, одна полка элемента закреплена на этой пластине в районе окружности вершин зубчатого венца с образованием зазора между элементом и первой пластиной, а другая его полка ориентирована в сторону тела колеса, с образованием зазора относительно него. Полости зубьев, при погружении зубьев в жидкий смазочный материал ванны, захватывают этот смазочный материал - через зазоры области вершин зубьев - и, при вращении колеса, переносят его в сторону зоны зацепления, при приближении к которой смазочный материал из полостей зубьев выдается наружу - на смазываемые поверхности трения зубьев.As a prototype taken gear design according to the patent for the invention of the Russian Federation No. 2536286, class. F16H 55/10, F16H 55/17, F16H 57/04, publ. December 20, 2014, bull. Number 35. The essence of the invention lies in the fact that the wheel contains a body, a pair of ring pads mounted on the ends of the wheel body, the outer diameter of which is equal to the diameter of the circumference of the tops of the ring gear, and a ring gear made of hollow teeth, each of which consists of a pair of plates bent along the profile of the lateral surfaces calculated for a given tooth wheel and fixed between the end plates on the wheel body. Through holes are made in the plate, which is leading when the wheel rotates, in the area where it adjoins the wheel body, through holes are made along the width of the ring gear. The second plate is equipped with a L-shaped element with a width equal to the width of this plate, one shelf of the element is fixed on this plate in the region of the circumference of the tops of the ring gear to form a gap between the element and the first plate, and the other shelf is oriented towards the wheel body, with the formation of a gap regarding him. The tooth cavities, when the teeth are immersed in the bath’s liquid lubricant, capture this lubricant - through the gaps of the tooth tip region - and, when the wheel rotates, transfer it to the engagement zone, when approaching which the lubricant from the tooth cavities extends outward to the lubricated tooth friction surfaces.

Недостаток прототипа состоит в том, что совокупность сечений сквозных отверстий в набегающих пластинах, образующих боковые поверхности зубьев, может быть недостаточной для оптимального опорожнения полостей зубьев от смазочного материала, расположенного в них (т.к. отверстия выполнены в части ширины пластин). Кроме того, при малом размере длины полок Г-образных элементов, ориентированных в сторону тела колеса, которые совместно с внутренними поверхностями отстающих пластин, образующих боковые поверхности зубьев, и внутренними поверхностями кольцевых накладок, образуют полости зубьев, объем этих полостей и, следовательно, объем смазочного материала, захватываемый этими полостями, могут быть недостаточными для качественного смазывания трущихся поверхностей зубьев. Кроме того, полки Г-образных элементов, обращенные в сторону тела колеса, ориентированы радиально относительно колеса, в то время как боковые поверхности зубьев - как правило криволинейны, следовательно, криволинейными будут и пластины, образующие эти поверхности (у рассматриваемого колеса). А выполнение Г-образных элементов прямолинейными не позволяет образовать внутри полых зубьев (с криволинейными боковыми поверхностями) объемы, заполняемые смазочным материалом требуемой величины. Это не позволяет захватывать полостями полых зубьев достаточного количества смазочного материала. Следовательно, количество смазочного материала, идущего на смазывание трущихся поверхностей зубьев и получаемого из полостей зубьев, может быть недостаточным для качественного смазывания.The disadvantage of the prototype is that the set of cross-sections of through holes in the oncoming plates forming the lateral surfaces of the teeth may not be sufficient for optimal emptying of the tooth cavities from the lubricant located in them (since the holes are made in part of the width of the plates). In addition, with a small size of the length of the shelves of the L-shaped elements oriented towards the wheel body, which, together with the inner surfaces of the lagging plates forming the side surfaces of the teeth and the inner surfaces of the annular linings, form the cavity of the teeth, the volume of these cavities and, therefore, the volume the lubricant captured by these cavities may not be sufficient for good lubrication of the friction surfaces of the teeth. In addition, the shelves of the L-shaped elements facing the wheel body are oriented radially relative to the wheel, while the lateral surfaces of the teeth are usually curved, therefore, the plates forming these surfaces will be curved (for the wheel in question). And the execution of the L-shaped elements in a straight line does not allow the formation inside the hollow teeth (with curved side surfaces) of the volume filled with lubricant of the required size. This does not allow a sufficient amount of lubricant to be captured by the cavities of the hollow teeth. Therefore, the amount of lubricant used to lubricate the friction surfaces of the teeth and obtained from the cavities of the teeth may not be sufficient for good lubrication.

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

Для этого зубчатое колесо содержит тело, пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела, наружный диаметр которых равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, и зубчатый венец, выполненный из полых зубьев. Каждый зуб выполнен из пары изогнутых пластин, образующих боковые поверхности зубьев и закрепленных между внутренними торцами кольцевых накладок. В пластине, образующей опережающую - при вращении колеса - боковую поверхности, на участке ее примыкания к телу колеса, выполнено сквозное окно, ширина которого равна ширине этой пластины, а высота окна равна высоте нерабочего участка боковой поверхности зуба, расчетного для данного колеса. Величина зазора между полкой Г-образного элемента и телом колеса соизмерима с высотой окна в первой пластине. Причем полка элемента, ориентированная в сторону тела колеса, выполнена эквидистантной первой пластине.For this, the gear wheel contains a body, a pair of annular linings mounted on the ends of the body, the outer diameter of which is equal to the diameter of the circumference of the vertices of the ring gear, and a ring gear made of hollow teeth. Each tooth is made of a pair of curved plates forming the lateral surfaces of the teeth and fixed between the inner ends of the annular overlays. In the plate, which forms the leading surface, when the wheel rotates, at the side adjacent to the wheel body, a through window is made, the width of which is equal to the width of this plate, and the height of the window is equal to the height of the inoperative portion of the tooth lateral surface calculated for this wheel. The gap between the flange of the L-shaped element and the wheel body is commensurate with the height of the window in the first plate. Moreover, the shelf of the element, oriented towards the body of the wheel, is made equidistant to the first plate.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид с торца (фиг. 1) и тот же фрагмент - вид сбоку (фиг. 2).The invention is illustrated in the drawing, which shows: a fragment of the gear wheel - end view (Fig. 1) and the same fragment is a side view (Fig. 2).

На чертеже показаны: тело 1 зубчатого колеса; кольцевые накладки 2 и 3; окружность 4 вершин зубчатого венца; внутренняя окружность 5 кольцевых накладок; окружность 6 оснований зубчатого венца; пластины 7 и 10; наружные поверхности пластин (7 и 10) - боковые поверхности 8 и 11 зубьев; сквозное окно 9; Г-образный элемент 12; полки 13 и 15 элемента (12); полость 16 зуба; величина с нерабочего участка боковой поверхности расчетного зуба колеса; зазор 14; размер Δ зазора (14); размер h зазора между Г-образным элементом (12) и телом (1) колеса; направление вращения ω колеса.The drawing shows: the body 1 of the gear; ring linings 2 and 3; circle of 4 tops of a gear rim; inner circumference of 5 ring pads; circumference of 6 bases of the ring gear; plates 7 and 10; the outer surfaces of the plates (7 and 10) - the side surfaces of the 8 and 11 teeth; through window 9; L-shaped element 12; shelves 13 and 15 of the element (12); cavity 16 tooth; the value from the non-working area of the lateral surface of the calculated tooth of the wheel; clearance 14; gap size Δ (14); the size h of the gap between the L-shaped element (12) and the body (1) of the wheel; direction of rotation ω of the wheel.

Зубчатое колесо содержит тело 1, пару кольцевых накладок 2 и 3, укрепленных на торцах тела колеса, наружный диаметр которых равен диаметру окружности вершин 4 зубчатого венца колеса, а диаметр их внутренней окружности - 5 меньше диаметра окружности 6 оснований зубчатого венца, и зубчатый венец, выполненный из полых зубьев. Каждый зуб выполнен из пары изогнутых пластин, образующих боковые поверхности зубьев и закрепленных между внутренними торцами кольцевых накладок (2 и 3). В одной пластине - 7, образующей опережающую - при вращении (ω) колеса - боковую поверхность 8 зуба, на участке ее примыкания к телу (1) колеса, выполнено сквозное окно 9; ширина этого окна равна ширине пластины (7) - ширине зубчатого венца колеса; а высота этого окна равна высоте нерабочего участка с боковой поверхности (8) зуба, расчетного для данного колеса. Вторая пластина - 10, образующая отстающую боковую поверхность 11 зуба, снабжена Г-образным элементом 12 шириной, равной ширине этой пластины. Одна полка - 13 этого элемента закреплена на пластине 10 в районе окружности вершин 4 зубчатого венца, с образованием зазора 14 размером Δ между Г-образным элементом и пластиной 7. А другая полка - 15 этого элемента ориентирована в сторону тела 1 колеса, с образование зазора h относительно тела, а величина этого зазора соизмерима с высотой с окна 9 в первой пластине (7). А сама эта полка выполнена эквидистантно пластине 7.The gear wheel contains a body 1, a pair of annular linings 2 and 3, mounted on the ends of the wheel body, the outer diameter of which is equal to the diameter of the circumference of the tops 4 of the gear ring, and the diameter of their inner circumference is 5 less than the diameter of the circle 6 of the base of the ring gear, and the ring gear, made of hollow teeth. Each tooth is made of a pair of curved plates forming the lateral surfaces of the teeth and fixed between the inner ends of the annular overlays (2 and 3). In one plate - 7, which forms the leading - when the wheel (ω) rotates - the lateral surface of the 8 tooth, at the site of its abutment to the body (1) of the wheel, a through window 9 is made; the width of this window is equal to the width of the plate (7) - the width of the gear ring of the wheel; and the height of this window is equal to the height of the non-working area from the side surface (8) of the tooth, calculated for this wheel. The second plate - 10, forming a lagging side surface 11 of the tooth, is equipped with a L-shaped element 12 with a width equal to the width of this plate. One shelf - 13 of this element is fixed on the plate 10 in the region of the circumference of the tops 4 of the ring gear, with the formation of a gap 14 of size Δ between the L-shaped element and the plate 7. And the other shelf - 15 of this element is oriented towards the body of 1 wheel, with the formation of a gap h relative to the body, and the size of this gap is commensurate with the height from the window 9 in the first plate (7). And this shelf itself is made equidistant to plate 7.

При работе колеса в передаче, зубья колеса периодически погружаются в жидкий смазочный материал масляной ванны. При этом этот смазочный материал, через зазоры 14 в области вершин зубьев, заливается вовнутрь полостей 16 зубьев, заполняя их. При дальнейшем проворачивании колеса, зубья перемещаются вверх, проходят верхнюю точку на окружности колеса и подходят к зоне зацепления парных колес, нуждающейся в смазывании, сверху. При перемещении зубьев, и в процессе их переворачивания вершинами вверх, смазочный материал из полостей 16 зубьев вытекает (через сквозное окно 9). При этом смазочный материал попадает в ванны, образованные боковыми поверхностями 8 и 11 соседних зубьев и внутренними торцами кольцевых накладок 2 и 3 (в областях впадин зубьев). При этом смазываются отстающие боковые поверхности 11 зубьев (наружные поверхности пластин 10, которые являются рабочими и участвуют в зацеплении с зубьями парного колеса.When the wheel is in gear, the teeth of the wheel are periodically immersed in the liquid lubricant of the oil bath. At the same time, this lubricant, through the gaps 14 in the region of the tops of the teeth, is poured into the cavities of the 16 teeth, filling them. With further rotation of the wheel, the teeth move up, pass the upper point on the circumference of the wheel and approach the gearing area of the pair of wheels, which needs to be lubricated, from above. When moving the teeth, and in the process of turning them upside down, lubricant from the cavities of the 16 teeth flows out (through the through window 9). In this case, the lubricant enters the bathtubs formed by the lateral surfaces 8 and 11 of adjacent teeth and the inner ends of the annular linings 2 and 3 (in the areas of the tooth cavities). In this case, the lagging side surfaces 11 of the teeth are lubricated (the outer surfaces of the plates 10, which are working and participate in meshing with the teeth of the twin wheels.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет образовывать участки объемов полостей зубьев, заполняемых смазочным материалом, достаточными для захватывания ими достаточного количества смазочного материала, идущего на смазывание трущихся поверхностей зубьев. Кроме того, выполнение сквозных выливных окон (по всей ширине зубьев) вместо совокупности сквозных отверстий, служащих для опорожнения полостей зубьев, заполненных смазочным материалом, позволяет опорожнять полости зубьев своевременно, до подхода зубьев к зоне зацепления с зубьями парного зубчатого колеса. А выполнение высоты этих окон, равной высоте нерабочих участков боковых поверхностей зубьев, учитывает то, что эти участки в зацеплении не участвуют и зубьями парного колеса не перекрываются. А выполнение полок Г-образных элементов, обращенных в сторону тела колеса и образующих области полостей полых зубьев, заполняемые смазочным материалом, эквидистантными криволинейным пластинам, образующим боковые поверхности зубьев, позволяет образовывать эти области полостей максимального объема, и, следовательно, захватывать этими областями полостей максимально возможное количество смазочного материала. Все это повышает качество смазывания зубьев колеса.Compared with the prototype, the proposed design of the gear wheel allows you to form sections of the volume of the cavities of the teeth filled with lubricant sufficient to capture them with a sufficient amount of lubricant, which is used to lubricate the friction surfaces of the teeth. In addition, the implementation of through pouring windows (across the entire width of the teeth) instead of a set of through holes that serve to empty the tooth cavities filled with lubricant, allows the tooth cavities to be emptied in a timely manner, before the teeth approach the area of engagement with the teeth of the pair of gears. And the execution of the height of these windows, equal to the height of non-working sections of the tooth flanks, takes into account the fact that these sections do not participate in the engagement and do not overlap with the teeth of the twin wheels. And the implementation of the shelves of the L-shaped elements facing the wheel body and forming the area of the cavities of the hollow teeth, filled with lubricant, equidistant curved plates forming the side surfaces of the teeth, allows you to form these areas of the cavities of the maximum volume, and, therefore, capture these areas of the cavities as much as possible possible amount of lubricant. All this improves the lubrication of the teeth of the wheel.

Claims

A gear wheel, mainly a large-modular, non-reversible low-speed gear, lubricated by immersion in liquid lubricant, containing a body, a pair of annular linings mounted on the ends of the body, the outer diameter of which is equal to the diameter of the circumference of the tops of the ring gear, and a ring gear made of hollow teeth, each tooth made of a pair of curved plates forming the lateral surfaces of the teeth and fixed between the inner ends of the annular overlays, in the first curved plate forming a leading edge at least one through hole is made along the width of the first curved plate, the second curved plate is equipped with a L-shaped element, a width equal to the width of the second curved plate, one L-shaped shelf the element is fixed on the second curved plate in the region of the circumference of the tops of the ring gear, with the formation of a gap between the L-shaped element and the first curved plate, and its other shelf is oriented towards the body cogwheel, with the formation of a gap relative to it, characterized in that in the first curved plate there is one through window, the width of which is equal to the width of the first curved plate, the height of the through window is equal to the height of the inoperative portion of the tooth lateral surface calculated for a given gear wheel, shelf Г- the figurative element, oriented towards the body of the gear, is made equidistant to the first curved plate, and the gap between this shelf and the body of the gear is comparable with the height of the through window in the first curved plate.