RU2628833C1

RU2628833C1 - Gear wheel

Info

Publication number: RU2628833C1
Application number: RU2016112799A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2017-08-22

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: gear wheel includes a hub, a body in the form of a disc, and a gear ring which width is greater than the disc thickness. There is a pair of scrapers oriented radially relative to the wheel with inclination towards a bath from both ends of the wheel, symmetrically thereto, from an outlet of the rotating wheel from the oil bath and above the upper bath lubricant level. The scrapers are fixed stationary relative to the rotating wheel, with an abutment to surfaces of the disc ends, the inner rim surfaces, the end rim surfaces and the gear ring end surfaces. The outer ends of the scrapers overlap the circumference of the gear ring vertices. The distance from the wheel center to the scrapers is less than the distance from this center to the upper bath lubricant level. And the inner ends of the scrapers are bent down vertically.

EFFECT: improved quality of gear wheel lubrication.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с цилиндрическими зубчатыми колесами, смазываемыми жидкими смазочными материалами методом погружения.The invention relates to the field of engineering, in particular to machine parts, and can be used in gears with cylindrical gears, lubricated by liquid lubricants by immersion.

Известно цилиндрическое зубчатое колесо, содержащее ступицу, тело в виде диска, обод и зубчатый венец, ширина которого больше толщины тела (диска) - см., например, Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил., стр. 178, рис. 12. 12, а.A cylindrical gear wheel is known that contains a hub, a disk body, a rim and a ring gear whose width is greater than the thickness of the body (disk) - see, for example, P.G. Guzenkov Machine details: Textbook. manual for universities. - 4th ed., Rev. M .: Higher. school, 1986. - 359 pp .: ill., p. 178, fig. 12.12 a.

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что при работе его со смазыванием жидким смазочным материалом методом погружения этот смазочный материал при вращении колеса будет захватываться из масляной ванны, в которую погружено зубчатое колесо, не только зубьями его зубчатого венца, нуждающимися в смазывании, но также и внутренними поверхностями обода, расположенными с обоих торцов колеса - между торцами обода и торцами тела, а также торцевыми поверхностями обода и торцевыми поверхностями зубьев зубчатого венца. Захваченный этими поверхностями обода смазочный материал при вращении колеса будет удерживаться на этих поверхностях центробежной силой и бесцельно перемещаться вращающимся колесом - по его окружности. Кроме того, смазочный материал будет захватываться и частями поверхностей торцов тела, погружаемыми в смазочный материал, и также бесцельно перемещаться этими поверхностями. Смазочный материал, первоначально захваченный этими поверхностями обода и тела, будет стекать - при вращении колеса - с этих поверхностей, смачивая при этом участки поверхностей тела, не погружаемые в смазочный материал, а также - поверхности ступицы и вала, на котором установлено зубчатое колесо. Такое смачивание будет непрерывным в процессе вращения колеса. Смазочный материал, смачивающий эти поверхности, активно контактирует с окружающим воздухом, подвергаясь при этом окислению и различным загрязнениям, что ухудшает эксплуатационные свойства смазочного материала. Все это ухудшает качество смазывания зубчатого колеса.The disadvantage of this gear wheel is that when it is lubricated with liquid lubricant by immersion, this lubricant will be captured from the oil bath into which the gear wheel is immersed, not only the teeth of its gear ring, which need to be lubricated, but also and the inner surfaces of the rim located at both ends of the wheel between the ends of the rim and the ends of the body, as well as the end surfaces of the rim and the end surfaces of the teeth of the ring gear. The lubricant captured by these surfaces of the rim during rotation of the wheel will be held on these surfaces by centrifugal force and move aimlessly by the rotating wheel around its circumference. In addition, the lubricant will be captured and parts of the surfaces of the ends of the body, immersed in the lubricant, and also aimlessly move these surfaces. The lubricant initially captured by these surfaces of the rim and the body will drain - when the wheel rotates - from these surfaces, while wetting parts of the body surfaces that are not immersed in the lubricant, as well as the surfaces of the hub and shaft on which the gear wheel is mounted. Such wetting will be continuous during the rotation of the wheel. The lubricant wetting these surfaces is actively in contact with the surrounding air, being subjected to oxidation and various contaminants, which affects the performance of the lubricant. All this affects the lubrication quality of the gear.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего ступицу, тело в виде диска и обод с зубчатым венцом, ширина которого больше толщины диска - см. Дунаев П.Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 416 с., ил., стр. 43, рис. 5.3.As a prototype, the design of a gear wheel containing a hub, a body in the form of a disk and a rim with a ring gear, the width of which is greater than the thickness of the disk, is taken. allowance for machine building. specialist. universities. - 4th ed., Revised. and add. - M .: Higher. school, 1985. - 416 p., ill., p. 43, fig. 5.3.

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 зубчатого колеса.The invention solves the problem of improving the quality of lubrication of the gear.

Для этого зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде диска, обод и зубчатый венец, ширина которого больше толщины диска. Причем с обоих торцов колеса, симметрично ему, со стороны выхода вращающегося колеса из масляной ванны и выше верхнего уровня смазочного материала ванны, расположена пара скребков, ориентированных радиально относительно колеса, с наклоном в сторону ванны. Скребки укреплены неподвижно относительно вращающегося колеса, с примыканием к поверхностям торцов диска, внутренним поверхностям обода, торцевым поверхностям обода и торцевым поверхностям зубчатого венца. Внешние концы скребков перекрывают окружность вершин зубчатого венца. Расстояние от центра колеса до скребков меньше, чем расстояние от этого центра до верхнего уровня смазочного материала ванны. А внутренние концы скребков отогнуты вниз по вертикали.For this, the gear wheel contains a hub, a disk body, a rim and a ring gear, the width of which is greater than the thickness of the disk. Moreover, from both ends of the wheel, symmetrically to it, on the exit side of the rotating wheel from the oil bath and above the upper level of the lubricant of the bath, there is a pair of scrapers oriented radially relative to the wheel, with an inclination towards the bath. The scrapers are fixed motionless relative to the rotating wheel, adjacent to the surfaces of the ends of the disk, the inner surfaces of the rim, the end surfaces of the rim and the end surfaces of the ring gear. The outer ends of the scrapers overlap the circumference of the tops of the ring gear. The distance from the center of the wheel to the scrapers is less than the distance from this center to the upper level of the lubricant of the bath. And the inner ends of the scrapers are bent down vertically.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатое колесо - вид с торца (фиг. 1), то же колесо - вид сбоку в разрезе (фиг. 2), фрагмент зубчатого колеса в разрезе (фиг. 3).The invention is illustrated by drawings, which depict: the gear wheel is an end view (Fig. 1), the same wheel is a side view in section (Fig. 2), a fragment of the gear wheel in section (Fig. 3).

На чертежах показаны: ступица 1, тело 2, обод 3, зубчатый венец 4, жидкий смазочный материал 5, масляная ванна 6, внутренние поверхности 7 обода (3), торцевые поверхности 8 тела (2), торцевые поверхности 9 зубьев зубчатого венца (4), скребки 10, держатели 11; ширина В зубчатого венца 4 (и обода 3); толщина С тела (диска) 2; внутренний радиус R_o обода 3; расстояние Н от центра колеса до верхнего уровня ВУ смазочного материала 5; радиус R_y окружности, описываемой при вращении колеса точками соприкосновения поверхностей 8 тела (диска) 2 с верхним уровнем ВУ смазочного материала 5; величина a₁ перекрытия скребками 10 окружности вершин зубчатого венца 4; величина а₂ перекрытия скребками 10 окружности радиусом R_y; величина а₃ отогнутой части внутренних концов скребков 10; направление вращения ω колеса.The drawings show: hub 1, body 2, rim 3, ring gear 4, liquid lubricant 5, oil bath 6, inner surfaces 7 of the rim (3), end surfaces 8 of the body (2), end surfaces 9 of the teeth of the ring gear (4 ), scrapers 10, holders 11; the width of the ring gear 4 (and rim 3); thickness C of the body (disk) 2; the inner radius R _{o of the} rim 3; the distance H from the center of the wheel to the upper level of the VU of the lubricant 5; the radius R _{y of the} circle described during rotation of the wheel by the points of contact of the surfaces 8 of the body (disk) 2 with the upper level of the lubricant 5; the value of a ₁ overlap with scrapers 10 of the circumference of the tops of the ring gear 4; the value of a ₂ overlap with scrapers 10 of a circle of radius R _y ; the value of a ₃ bent part of the inner ends of the scrapers 10; direction of rotation ω of the wheel.

Зубчатое колесо содержит ступицу 1, тело 2 в виде диска толщиной С, обод 3 с внутренним радиусом R_o и зубчатый венец 4 шириной В, большей, чем толщина С тела 2. Зубчатое колесо смазывается жидким смазочным материалом 5 из масляной ванны 6 методом погружения. Между центром колеса и верхним уровнем ВУ смазочного материала ванны - расстояние Н. При этом в смазочный материал оказываются погруженными зубчатый венец 4, обод 3, включая его внутренние поверхности 7 и часть торцевых поверхностей 8 диска 2. При вращении (ω) колеса точки соприкосновения поверхностей 8 с верхним уровнем ВУ смазочного материала 5 описывают окружность радиусом R_y, равным величине Н. С обоих торцов колеса, симметрично ему, со стороны выхода вращающегося колеса из масляной ванны и выше верхнего уровня ВУ смазочного материала ванны, расположена пара скребков 10, ориентированных радиально относительно колеса, с наклоном в сторону ванны своими внешними концами. Скребки 10 выполнены из маслобензостойкой резины и укреплены в жестких держателях 11, которые укреплены неподвижно относительно вращающегося колеса (на корпусе ванны 6 или корпусе передачи) - не показано. Скребки 10 примыкают к поверхностям 8 торцов диска 2, внутренним поверхностям 7 обода 3, торцевым поверхностям обода 3 и торцевым поверхностям 9 зубчатого венца 4. Внешние концы скребков перекрывают окружность вершин зубчатого венца 4 на величину a₁. Расстояние от центра колеса до скребков меньше расстояния Н от этого центра до верхнего уровня ВУ смазочного материала 5 ванны 6 (определяющего величину радиуса R_y и равного ему по величине); при этом внутренние концы скребков 10 перекрывают окружность радиусом R_y в сторону центра колеса на величину а₂. Внутренние концы скребков 10 (с держателями 11) отогнуты вниз по вертикали на величину а₃.The gear contains a hub 1, body 2 in the form of a disk with a thickness of C, a rim 3 with an inner radius R _o and a gear ring 4 of a width B greater than the thickness C of body 2. The gear is lubricated with liquid lubricant 5 from the oil bath 6 by immersion. Between the center of the wheel and the upper level of the VU of the bath lubricant is the distance N. In this case, the gear ring 4, rim 3 are immersed in the lubricant, including its inner surfaces 7 and part of the end surfaces 8 of the disk 2. When the wheel rotates (ω), the contact points of the surfaces 8 with the upper level of the VU of the lubricant 5 describe a circle with a radius R _y equal to N. From both ends of the wheel, symmetrically to it, from the exit side of the rotating wheel from the oil bath and above the upper level of the VU of the lubricant of the baths s, there is a pair of scrapers 10, oriented radially relative to the wheel, with an inclination towards the bath with its outer ends. The scrapers 10 are made of oil and petrol resistant rubber and are fixed in rigid holders 11, which are fixed motionless relative to the rotating wheel (on the bath casing 6 or the transmission casing) - not shown. The scrapers 10 are adjacent to the surfaces 8 of the ends of the disk 2, the inner surfaces 7 of the rim 3, the end surfaces of the rim 3 and the end surfaces 9 of the ring gear 4. The outer ends of the scrapers overlap the circumference of the vertices of the ring gear 4 by a ₁ . The distance from the center of the wheel to the scrapers is less than the distance H from this center to the upper level of the oil lubricant 5 of the bath 6 (which determines the radius R _y and is equal in magnitude); while the inner ends of the scrapers 10 overlap a circle of radius R _y toward the center of the wheel by a ₂ . The inner ends of the scrapers 10 (with holders 11) are bent down vertically by a ₃ .

При работе зубчатого колеса со смазыванием его жидким смазочным материалом методом погружения скребки 10 позволяют удалять излишне захваченный при вращении (ω) колеса смазочный материал 5 - с внутренних поверхностей 7 обода 3, торцевых поверхностей обода 3 и торцевых поверхностей 8 диска 2, возвращая этот смазочный материал обратно в ванну. Отогнутые внутренние концы скребков (на величину а₃) не позволяют этому смазочному материалу (при достаточно больших скоростях вращения ω колеса) перемещаться вдоль прямых участков скребков по направлению к центру колеса. Участки скребков 10, прилегающие к торцам 9 зубчатого венца 4, снимают с торцов зубьев захваченный ими смазочный материал и направляют его во впадины зубчатого венца и на боковые поверхности зубьев, нуждающихся в смазывании, что позволяет дополнять количество смазочного материала на этих боковых поверхностях (и восполнять смазочный материал, потерянный этими поверхностями в процессе поворота колеса при перемещении зубьев из ванны до скребков, когда поверхности зубьев ориентированы близко к вертикали, что способствует стеканию смазочного материала с этих поверхностей).When the gear wheel is lubricated with liquid lubricant by immersion, the scrapers 10 allow the lubricant 5 that is excessively captured during rotation (ω) of the wheel to be removed from the inner surfaces 7 of the rim 3, the end surfaces of the rim 3 and the end surfaces 8 of the disk 2, returning this lubricant back to the bath. The bent inner ends of the scrapers (by a ₃ ) do not allow this lubricant (at sufficiently high speeds of rotation ω of the wheel) to move along straight sections of the scrapers towards the center of the wheel. The sections of the scrapers 10 adjacent to the ends 9 of the ring gear 4 remove the lubricant they have captured from the ends of the teeth and direct it to the depressions of the ring gear and to the side surfaces of the teeth that need to be lubricated, which makes it possible to supplement the amount of lubricant on these side surfaces (and replenish lubricant lost by these surfaces during the rotation of the wheel when moving the teeth from the bath to the scrapers, when the tooth surfaces are oriented close to the vertical, which contributes to the drainage of the lubricant material from these surfaces).

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса свободна от недостатков, присущих прототипу, что повышает качество смазывания зубчатого колеса.Compared with the prototype, the proposed gear design is free from the disadvantages inherent in the prototype, which improves the lubrication quality of the gear.

Claims

A gear wheel, mainly cylindrical, lubricated by liquid lubricant by immersing it in an oil bath containing a hub, a disk-shaped body, a rim and a gear rim, the width of which is greater than the thickness of the disk, characterized in that it is symmetrical to it from both ends of the gear wheel, with the exit side of the rotating gear from the oil bath and above the upper level of the liquid lubricant of the oil bath, there is a pair of scrapers oriented radially relative to the gear, with an inclination to the side oil bath, the scrapers are fixed motionless relative to the rotating gear, adjacent to the surfaces of the ends of the disk, the inner surfaces of the rim, the end surfaces of the rim and the end surfaces of the gear, the outer ends of the scrapers overlap the circumference of the tops of the gear, the distance from the center of the gear to the scrapers is less than the distance from the center of the gear to the upper level of the lubricant of the oil bath, and the inner ends of the scrapers are bent down vertically.