第二章 齒輪傳動裝置的潤滑

1、1第二章第二章 齒輪傳動裝置的潤滑齒輪傳動裝置的潤滑 齒輪，是機械設備中極為重要的零件。齒輪的種類很多，消耗量也很大。加工齒輪要比加工其他零件困難得多，成本高。因此加強齒輪的潤滑，降低消耗，延長壽命，這是設備潤滑工作的重點之一。2第一節(jié)第一節(jié) 齒輪的潤滑原理齒輪的潤滑原理 3一一 齒輪的嚙合過程齒輪的嚙合過程 要研究齒輪的潤滑狀況，首先應分析齒輪的嚙合過程。圖2-1是一對漸開線輪齒，I是主動齒輪，是被動齒輪。開始嚙合時(圖21a)，a點與d點接觸，b點和e點均是節(jié)圓上的一點，當轉到(圖2-1b)位置時，b點和e點相接觸，在離開的一瞬間(如圖2-1c的位置)，c點和f點相接觸。根據(jù)齒面的形狀，我

2、們知道，abde，efbc。 圖圖2-1 2-1 齒輪的嚙合過程齒輪的嚙合過程 主動齒輪，被動齒輪4 所以在嚙合過程中，由于兩個齒面接觸部分的弧長不相等，因此必然要產(chǎn)生滑動，離節(jié)圓越遠的地方，其滑動速度就越大，只有在節(jié)圓處才是純粹的滾動。 因為齒面要產(chǎn)生滑動，所以有滑動摩擦力。這個摩擦力，使主動輪齒面的金屬向節(jié)圓處擠出，而被動輪齒面則擠向節(jié)圓。5 無論是主動齒或被動齒其滾動的方向與滑動摩擦力的方向，在齒頂部分是一致的，而在齒根部分則是相反的?？偟膩碚f，漸開線齒輪在嚙合過總的來說，漸開線齒輪在嚙合過程中，既有滑動又有滾動，嚙合點的幾何形狀隨程中，既有滑動又有滾動，嚙合點的幾何形狀隨著運動而不斷地

3、發(fā)生變化。著運動而不斷地發(fā)生變化。齒輪嚙合面在一定的條件下能夠產(chǎn)生動壓油膜潤滑條件還是比較有利的。6 二二 齒輪的嚙合特性齒輪的嚙合特性 齒輪在嚙合過程中，同時存在著滾動與滑動。滾動對于形成動壓油膜十分有利，滾動的磨損也非常小。滑動需要在一定的條件下才能產(chǎn)生動壓油膜，滑動容易引起磨損，嚴重時甚至造成齒面擦傷與膠合。7 如圖22所示，A在B面上滑動，其間有潤滑油，A以速度V移動，V與接觸線成角，為90時，產(chǎn)生動壓油膜的條件最好，為零時條件最差，甚至不能產(chǎn)生動壓油膜。從這里可以知道，滑動方向是一個極為重要的因素，能否生成動壓油膜，很大程度上決定于滑動的方向。各種齒輪在嚙合過程中，滑動方向并不是完全

4、一致的，各有其特點。 圖2-28 直齒圓柱齒輪和圓錐齒輪的滑動方向是沿著齒高方向與接觸線(沿齒寬方向)垂直的，因此容易形成動壓油膜。漸開線斜齒的圓柱齒輪和圓錐齒輪的滑動方向與接觸線也接近于垂直，同時沿齒寬方向還有滾動，滾動速度比較大，因此也是比較容易形成動壓油膜。9三、齒面的潤滑狀態(tài)三、齒面的潤滑狀態(tài) 良好的潤滑可以使齒面保持一層完整的潤滑油膜。齒面潤滑膜的狀態(tài)與齒面的接觸應力、滑動方向、潤滑油性能有著密切的關系。歸納起來，齒面潤滑膜大體上有以下4種狀態(tài)。 101.1.動壓液體潤滑狀態(tài)動壓液體潤滑狀態(tài) 很早以前，就有人在這方面進行過研究。通過前人的研究，已經(jīng)從理論上肯定了齒面能夠形成動壓油膜。

5、我們的實踐也證實了這種理論的合理性。2. 2. 邊界潤滑狀態(tài)邊界潤滑狀態(tài) 為了防止磨損，可在潤滑油中添加油性添加劑。油性添加劑的分子能比較牢固地吸附在齒面，這時靠吸附膜阻止高峰點接觸保持潤滑。潤滑是否良好，同添加劑有直接的關系。冶金設備的齒輪傳動裝置，絕大部分都是處于邊界潤滑狀態(tài)。113. 3. 極壓潤滑狀態(tài)極壓潤滑狀態(tài) 如果齒面的負荷再繼續(xù)增大，邊界吸附膜也會破裂。為了提高潤滑性能，就要在油中加入極壓添加劑。它能與齒面反應生成極壓潤滑膜。所以必須使用良好的極壓潤滑油，才能保持良好的極壓潤滑狀態(tài)。4. 4. 固體膜潤滑狀態(tài)固體膜潤滑狀態(tài) 這種潤滑狀態(tài)是將固體潤滑劑粉末或敷結劑涂于齒面，以保持齒

6、面有一層固體潤滑膜。目前廣泛使用的固體潤滑劑是二硫化鉬和石墨。二硫化鉬能在齒輪表面生成一層牢固的潤滑膜?，F(xiàn)在，在冶金設備中已有不少圓柱齒輪應用二硫化鉬固體膜潤滑。12第二節(jié)第二節(jié) 潤滑對齒輪傳動的作用和影響潤滑對齒輪傳動的作用和影響 13一一 潤滑對黏著潤滑對黏著( (膠合膠合) )的影響的影響 黏著是齒輪磨損的一種現(xiàn)象，而且是最多最常見的磨損現(xiàn)象。黏著是由于齒面的潤滑膜完全失去了作用，發(fā)生金屬直接接觸，產(chǎn)生干摩擦(局部高溫)，使金屬熔化互相敷著而又撕開。輕的，使齒面產(chǎn)生劃痕、擦傷，重的，則拉成深溝，嚴重的使齒面變色，硬度降低，造成整個齒輪磨壞。 14 齒輪，是機械設備中極為重要的零件。齒輪的

7、種類很多，消耗量也很大。加工齒輪要比加工其他零件困難得多，成本高。因此加強齒輪的潤滑，降低消耗，延長壽命，這是設備潤滑工作的重點之一。15二二 潤滑對點蝕的影響潤滑對點蝕的影響 點蝕（表面疲勞磨損）是齒輪磨損一種極為普通的現(xiàn)象。在齒面超過限度的接觸應力反復作用下，由表層裂紋發(fā)展為表面金屬脫落，齒面上呈現(xiàn)麻斑凹坑，小的如針眼，大的如豆粒，這就是常見的疲勞點蝕。點蝕的起因是多方面的，最主要的還是接觸應力超過了極限。潤滑油選用不當或潤滑方式不良，都會引起點蝕。16 潤滑油的黏度對于點蝕發(fā)生是有較大影響的。如果使用低黏度的油潤滑齒輪，低黏度的油流動性較好，容易滲入表面裂紋中，當受到高壓的接觸應力時，油

8、在裂紋內(nèi)也產(chǎn)生高壓，從而加速了裂紋的發(fā)展和金屬塊的脫落，引起點蝕。高黏度的油對于滲入裂紋的作用顯然沒有稀油活潑，另一方面黏度高油膜厚度較大，緩和了沖擊負荷，使接觸部分的應力均勻化，相對地降低了最大應力值，也就增強了齒面耐點蝕的能力。 17三三 潤滑對振動、噪聲的影響潤滑對振動、噪聲的影響 振動和噪聲幾乎是同時出現(xiàn)的，振動劇烈則噪聲增大。齒輪齒面間如果有足夠的油量，油膜較厚，由于油膜的阻尼緩沖作用，齒輪的振動減小，運轉噪聲也得到改善。18第三節(jié)第三節(jié) 齒輪傳動潤滑方式的選擇齒輪傳動潤滑方式的選擇 19一一 油浴潤滑油浴潤滑 油浴潤滑以齒輪箱體作為油槽，齒輪浸在油中一定的深度，由于齒輪的旋轉，攪動

9、油飛濺，油滴飛濺到各個部位進行潤滑。20 這種方法比較簡單，適用于速度不高的中小型齒輪箱。因為油要有一定的速度才能夠飛濺，所以齒輪的圓周速度要大于3m/s。但是速度又不能太高，速度太高會使油甩離齒面而潤滑不良，同時也會增大攪拌的功率損失。采用油浴潤滑的圓柱齒輪傳動，圓周速度一般不超12-15m/s蝸桿蝸輪傳動的蝸桿圓周速度一般不超過6-10m/s。21二二 循環(huán)潤滑循環(huán)潤滑 循環(huán)潤滑是采用單獨的一套潤滑系統(tǒng)。油通過油泵壓送到齒輪箱，然后又流回油箱，如此不斷地循環(huán)。它兼有潤滑、冷卻、沖洗齒面的作用，效果是比較好的。適用于圓周速度較高，功率較大的齒輪傳動。軋鋼廠軋制線上的齒輪都是采用循環(huán)潤滑。圓柱

10、齒輪圓周速度大于12-15m/s，蝸桿圓周速度大于6-10m/s，需要采用循環(huán)潤滑。22三三 潤滑脂潤滑潤滑脂潤滑 某些低速重負荷的齒輪，采用潤滑脂潤滑潤滑脂潤滑，實踐證明效果良好，既可減低磨損，又可避免漏油。目前，在冶金設備中，有部分齒輪箱采用了半流體狀的潤滑脂潤滑。四四 固體潤滑固體潤滑 圓柱齒輪減速器負荷不大，又比較平穩(wěn)，可以采用二硫化鉬半干膜潤滑(即底膜加保膜)。實踐證明：這種潤滑方式有良好的效果。對于處理漏油，這確是一個行之有效的方法。23第四節(jié)第四節(jié) 齒輪傳動潤滑油品的選擇齒輪傳動潤滑油品的選擇 24 潤滑油品的選擇是根據(jù)設備對潤滑油的技術要求決定的。要選擇好油品，必須首先了解設備

11、的性能參數(shù)，對潤滑有沒有特殊要求。根據(jù)設備潤滑技術上的要求，選擇能夠滿足這些要求的油品。通常有下列幾項原則供選擇時參考。25 1)齒輪的載荷是選擇油品的主要依據(jù)。輕負荷可選用不含添加劑的油。負荷較大，滑動較大，例如蝸桿，可選用含有油性添加劑的油。重負荷面又有強烈沖擊的，例如雙曲線齒輪，軋鋼機齒輪座，應考慮選用全極壓齒輪油； 2)齒輪的速度是選擇油黏度的主要依據(jù)。速度高的選用低黏度油，速度低的選用高黏度油； 3)潤滑方式是選油的參考條件。循環(huán)潤滑必須要求油品的流動性好，含膠質瀝青較多的汽缸油不宜選用。油浴式潤滑則可選用汽缸油；26 4)潤滑系統(tǒng)的對象也要考慮。與齒輪共用一個潤滑系統(tǒng)的部件，例如滑動軸承是否對油質有特殊要求，如果齒輪