RU2634515C1

RU2634515C1 - Gear wheel

Info

Publication number: RU2634515C1
Application number: RU2016123844A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2017-10-31

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: gear wheel contains a body, a pair of annular linings with outer circumference diameter equal to the diameter of the circumference of the toothed crown tips fixed to the ends of the body, and between which the gear wheel teeth are fixed. Each tooth is made of a pair of rectangular plates curved along the profile of the working areas of the tooth lateral surfaces, calculated for the given gear, with equal area. Between the upper ends of the rectangular plates, in place of the missing teeth tips, there are plugs fixed on the inner surfaces of the rectangular plates ends. For each tooth, the gap area between the lagging rectangular tooth plate and the gear wheel body is overlapped by an overlay attached to the inner surface of the lagging rectangular plate, along the overlay width, a series of through holes is provided adjacent to the gear wheel body.

EFFECT: improved quality of gear wheel lubrication.

5 dwg

Description

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

Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Общетехнический справочник / Под ред. Е.А. Скороходова - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 415 с., ил. (Серия справочников для рабочих)», с. 287, рис. 18, а.Known gear wheel containing the body and the ring gear with teeth - see, for example, "General technical reference book / Ed. E.A. Skorokhodova - 2nd ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1982. - 415 p., Ill. (Series of reference books for workers), p. 287, fig. 18 a.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубья его зубчатого венца выполнены цельными, в то время как непосредственно для работы колеса в передаче (зацеплении его зубьев с зубьями парного зубчатого колеса) необходимы только боковые поверхности его зубьев. А выполнение зубьев колеса цельными приводит к перерасходу материала, идущего на их изготовление.The disadvantage of this design of the gear wheel is that the teeth of its gear ring are made integral, while directly for the operation of the wheel in the transmission (meshing of its teeth with the teeth of a pair of gears) only the side surfaces of its teeth are needed. And the execution of the teeth of the wheel integral leads to an overspending of the material going to their manufacture.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по заявке на изобретение №2015115189, кл. F16Н 55/12, от 22.04.2015 г. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых состоит из пары прямоугольных пластин, изогнутых по профилю рабочих участков боковых поверхностей зуба, расчетному для данного колеса, и равных по площади этим участкам. Пластины укреплены между парой кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела. Диаметр наружного диаметра накладок равен диаметру окружности вершин зубчатого венца. На месте отсутствующих вершин зубьев, между верхними концами пластин, образующих зубья, расположены заглушки, укрепленные на внутренних поверхностях этих концов. При работе колеса со смазыванием жидким смазочным материалом методом погружения полости зубьев, образованные пластинами зубьев, заглушками и внутренними торцами накладок, заполняются при погружении зубьев в жидкий смазочный материал масляной ванны этим смазочным материалом через зазоры между пластинами, образующими боковые поверхности зубьев, и телом колеса. При проворачивании колеса и выходе его зубьев из масляной ванны, смазочный материал вытекает из полостей зубьев - через зазоры между телом колеса и пластинами, образующими отстающие боковые поверхности зубьев, осуществляя смазывание нижерасположенных зубьев колеса. Это дополнительное смазывание (помимо смазывания зубьев при их погружении в масляную ванну) позволяет компенсировать потери смазочного материала с трущихся поверхностей зубьев - при их перемещении из масляной ванны в зону зацепления с парным зубчатым колесом. Это позволяет улучшить смазывание зубьев колеса и снизить интенсивность их изнашивания.As a prototype taken gear design according to the application for the invention No. 2015115189, class. F16H 55/12, dated April 22, 2015. Its essence lies in the fact that the gear wheel contains a body, a ring gear with hollow teeth, each of which consists of a pair of rectangular plates bent along the profile of the working sections of the tooth lateral surfaces, calculated for this wheels, and equal in area to these sections. The plates are fixed between a pair of ring pads mounted on the ends of the body. The diameter of the outer diameter of the linings is equal to the diameter of the circumference of the tops of the ring gear. In place of the missing tooth vertices, between the upper ends of the plates forming the teeth, there are stubs mounted on the inner surfaces of these ends. When the wheel is lubricated with liquid lubricant by immersing the tooth cavities formed by the tooth plates, plugs and inner ends of the pads, they are filled when the teeth are immersed in the liquid lubricant of the oil bath through this gap through the gaps between the plates forming the tooth lateral surfaces and the wheel body. When turning the wheel and leaving its teeth from the oil bath, the lubricant flows out of the tooth cavities through the gaps between the wheel body and the plates forming the lagging side surfaces of the teeth, lubricating the lower teeth of the wheel. This additional lubrication (in addition to lubricating the teeth when they are immersed in the oil bath) allows you to compensate for the loss of lubricant from the rubbing surfaces of the teeth - when they are moved from the oil bath to the engagement zone with the pair of gears. This allows you to improve the lubrication of the teeth of the wheel and reduce the intensity of their wear.

Недостаток прототипа состоит в том, что величина площади зазоров между телом колеса и пластинами, образующими отстающие боковые поверхности зубьев, через которые вытекает смазочный материал из полостей зубьев в процессе перемещения зубьев из масляной ванны в зону зацепления с парным зубчатым колесом, достаточно велика и смазочный материал из полостей зубьев вытекает достаточно интенсивно. И при большом диаметре колеса и малой скорости его вращения полости зубьев опорожняются от смазочного материала еще до входа колеса в зацепление с зубьями парного зубчатого колеса. Это ухудшает качество смазывания зубьев колеса.The disadvantage of the prototype is that the size of the gap between the wheel body and the plates forming the lagging side surfaces of the teeth through which the lubricant flows from the tooth cavities in the process of moving the teeth from the oil bath to the engagement area with the pair of gears is quite large and the lubricant from tooth cavities flows quite intensively. And with a large diameter of the wheel and low speed of its rotation, the tooth cavities are emptied from the lubricant even before the wheel enters into gearing with the teeth of the pair of gears. This affects the lubrication of the teeth of the wheel.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и повышения качества смазывания его зубьев.The invention solves the problem of optimizing the design of the gear wheel and improving the quality of lubrication of its teeth.

Для этого зубчатое колесо содержит тело, пару кольцевых накладок, наружный диаметр которых равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах тела, между которыми укреплены зубья зубчатого венца, каждый из которых выполнен из пары прямоугольных пластин, изогнутых по профилю рабочих участков боковых поверхностей зуба, расчетному для данного колеса, и равных им по площади. Между концами пластин, на месте отсутствующих вершин зубьев, расположены заглушки, укрепленные на внутренних поверхностях концов пластин. Причем у каждого зуба площадь зазора между пластиной, образующей отстающую при вращении колеса боковую поверхность зуба, и телом колеса перекрыта накладкой, укрепленной на внутренней поверхности этой пластины, а в накладке, вдоль ширины зуба, выполнен ряд сквозных отверстий, примыкающих к телу колеса.To this end, the gear wheel contains a body, a pair of annular linings, the outer diameter of which is equal to the diameter of the circumference of the tops of the ring gear, mounted on the ends of the body, between which the teeth of the ring gear are fixed, each of which is made of a pair of rectangular plates, curved along the profile of the working sections of the tooth lateral surfaces calculated for a given wheel, and equal in area. Between the ends of the plates, in place of the missing tooth vertices, are plugs mounted on the inner surfaces of the ends of the plates. Moreover, for each tooth, the gap area between the plate, which forms the lateral surface of the tooth behind the wheel, and the wheel body is covered by a plate mounted on the inner surface of this plate, and a number of through holes adjacent to the wheel body are made in the plate along the width of the tooth.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: схема зубчатой передачи (фиг. 1), фрагмент зубчатого колеса с местным разрезом - вид с торца (фиг. 2), разрез фрагмента зубчатого колеса - вид сбоку (фиг. 3), разрезы фрагмента зубчатого колеса по центральной плоскости его вращения - вид с торца (фиг. 4 и 5).The invention is illustrated by the drawing, which shows: a gear scheme (Fig. 1), a fragment of a gear wheel with a local section - end view (Fig. 2), a section of a fragment of a gear - side view (Fig. 3), sections of a fragment of a gear wheels on the central plane of its rotation - end view (Fig. 4 and 5).

На чертеже показаны: нижерасположенное зубчатое колесо 1, парное зубчатое колесо 2, жидкий смазочный материал 3, масляная ванна 4, тело 5 зубчатого колеса (1), кольцевые накладки 6 и 7, наружный периметр 8 накладок, внутренний периметр 9 накладок, окружность 10 оснований зубчатого венца, пластины 11 и 12, боковые поверхности 13 и 14 зубьев; заглушка 15, накладки 16, сквозные отверстия 17; горизонтальная ось Х-Х координат; вертикальная ось Y-Y координат; направления вращения ω₁ и ω₂ зубчатых колес; ширина В зубьев; высота С зазоров.The drawing shows: the downstream gear wheel 1, a pair of gears 2, a liquid lubricant 3, an oil bath 4, the gear body 5 of the gear (1), ring linings 6 and 7, the outer perimeter of the 8 linings, the inner perimeter of the 9 linings, the circumference of 10 bases ring gear, plates 11 and 12, side surfaces 13 and 14 of the teeth; plug 15, pads 16, through holes 17; horizontal axis of xx coordinates; vertical axis of YY coordinates; rotation directions ω ₁ and ω ₂ gears; tooth width B; height With clearances.

Зубчатое колесо содержит тело 5, пару кольцевых накладок 6 и 7, диаметр наружного периметра 8 накладок равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, диаметр внутреннего периметра 9 накладок меньше диаметра окружности 10 оснований зубчатого венца. Накладки 6 и 7 укреплены на торцах тела (5) колеса. Между накладками укреплены зубья зубчатого венца, каждый из которых выполнен из пары прямоугольных пластин 11 и 12, изогнутых по профилю рабочих участков боковых поверхностей 13 и 14 зуба, расчетному для данного колеса и равных им по площади. Между нижними концами пластин 11, 12 и телом 5 колеса, на месте отсутствующих нерабочих участков боковых поверхностей зубьев, имеют место зазоры, высота которых (С) равна высоте этих участков. Между верхними концами пластин 11 и 12, на месте отсутствующих вершин зубьев, расположены заглушки 15, укрепленные на внутренних поверхностях концов пластин 11 и 12. У каждого зуба площадь зазора (высотой С) между пластиной 12, образующей отстающую при вращении ω колеса боковую поверхность 14 зуба, и телом 5 колеса перекрыта накладкой 16, укрепленной на внутренней поверхности этой пластины; а в накладке (16), вдоль ширины В зуба, выполнен ряд сквозных отверстий 17, примыкающих к телу 5 колеса.The gear wheel contains a body 5, a pair of ring plates 6 and 7, the diameter of the outer perimeter 8 of the plates is equal to the diameter of the circle of the tops of the ring gear, the diameter of the inner perimeter of the 9 plates is smaller than the diameter of the circle 10 of the ring base. Pads 6 and 7 are mounted on the ends of the body (5) of the wheel. Between the overlays, the teeth of the ring gear are strengthened, each of which is made of a pair of rectangular plates 11 and 12, curved along the profile of the working sections of the tooth side surfaces 13 and 14, calculated for this wheel and equal in area. Between the lower ends of the plates 11, 12 and the body of the wheel 5, in place of the missing inoperative sections of the tooth flanks, there are gaps whose height (C) is equal to the height of these sections. Between the upper ends of the plates 11 and 12, in place of the missing tooth vertices, are plugs 15, mounted on the inner surfaces of the ends of the plates 11 and 12. Each tooth has a gap area (height C) between the plate 12, which forms a side surface lagging behind when the wheel ω rotates, 14 the tooth, and the body 5 of the wheel is blocked by a lining 16, mounted on the inner surface of this plate; and in the overlay (16), along the width B of the tooth, a series of through holes 17 are made adjacent to the body 5 of the wheel.

При работе колеса 1 со смазыванием жидким смазочным материалом методом погружения, при вращении ω₁ этого колеса все его зубья поочередно погружаются в жидкий смазочный материал 3 масляной ванны 4. При этом зубья ориентированы своими вершинами вниз по вертикали, и смазочный материал затекает в полости зубьев - через зазоры (высотой С) между набегающими 11 пластинами и телом 5 колеса (а также и через сквозные отверстия 17 в накладках 16), заполняя эти полости. При дальнейшем проворачивании ω₁ колеса и выходе зубьев из смазочного материала масляной ванны смазочный материал из полостей зубьев начинает вытекать через сквозные отверстия 17 в накладках 16, смачивая поверхности нижерасположенных зубьев колеса.When the wheel 1 is lubricated with liquid lubricant by immersion, while rotating ω _{1 of} this wheel, all of its teeth are alternately immersed in the liquid lubricant 3 of the oil bath 4. In this case, the teeth are oriented with their vertices down vertically, and the lubricant flows into the cavity of the teeth - through the gaps (height C) between the running plates 11 and the wheel body 5 (as well as through the through holes 17 in the plates 16), filling these cavities. With further rotation of the ω ₁ wheel and the exit of the teeth from the lubricant of the oil bath, the lubricant from the tooth cavities begins to leak through the through holes 17 in the plates 16, wetting the surface of the lower teeth of the wheel.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет осуществлять смазывание зубьев колеса и после выхода их из масляной ванны. При этом не только компенсируются потери смазочного материала, захваченного поверхностями зубьев колеса из масляной ванны (вследствие его стекания с этих поверхностей), но также наносится на поверхности зубьев смазочный материал из полостей зубьев. Это повышает качество смазывания зубьев колеса и снижает интенсивность их изнашивания (а также - и зубьев парного зубчатого колеса).Compared with the prototype, the proposed gear design allows lubrication of the teeth of the wheel and after they exit the oil bath. At the same time, not only the loss of lubricant captured by the tooth surfaces of the wheel from the oil bath is compensated (due to its draining from these surfaces), but also lubricant from the tooth cavities is applied to the tooth surface. This improves the lubrication of the teeth of the wheel and reduces the intensity of their wear (as well as the teeth of the pair of gears).

Claims

A gear wheel, mainly lower gear, with shafts oriented horizontally, lubricated by liquid lubricant by immersion, containing a body, a pair of ring linings, the outer diameter of which is equal to the diameter of the circumference of the tops of the gears mounted on the ends of the body, and between which the teeth are fixed gears, each of which is made of a pair of rectangular plates, curved along the profile of the working sections of the tooth lateral surfaces, calculated for a given gear tooth of wood, and equal in area, between the upper ends of which, at the place of the missing tooth vertices, are plugs mounted on the inner surfaces of the ends of the plates, characterized in that each tooth has a gap area between the plate, which forms a side surface of the tooth lagging behind the rotation of the gear wheel , and the body of the gear is blocked by a plate mounted on the inner surface of this plate and in the plate, along the width of the tooth, a series of through holes are made adjacent to the body of the gear.