第二章 齿轮传动装置润滑

1、1第二章第二章 齿轮传动装置的润滑齿轮传动装置的润滑 齿轮，是机械设备中极为重要的零件。齿轮的种类很多，消耗量也很大。加工齿轮要比加工其他零件困难得多，成本高。因此加强齿轮的润滑，降低消耗，延长寿命，这是设备润滑工作的重点之一。2第一节第一节 齿轮的润滑原理齿轮的润滑原理 3一一 齿轮的啮合过程齿轮的啮合过程 要研究齿轮的润滑状况，首先应分析齿轮的啮合过程。图2-1是一对渐开线轮齿，I是主动齿轮，是被动齿轮。开始啮合时(图21a)，a点与d点接触，b点和e点均是节圆上的一点，当转到(图2-1b)位置时，b点和e点相接触，在离开的一瞬间(如图2-1c的位置)，c点和f点相接触。根据齿面的形状，我

2、们知道，abde，efbc。 图图2-1 2-1 齿轮的啮合过程齿轮的啮合过程 主动齿轮，被动齿轮4 所以在啮合过程中，由于两个齿面接触部分的弧长不相等，因此必然要产生滑动，离节圆越远的地方，其滑动速度就越大，只有在节圆处才是纯粹的滚动。 因为齿面要产生滑动，所以有滑动摩擦力。这个摩擦力，使主动轮齿面的金属向节圆处挤出，而被动轮齿面则挤向节圆。5 无论是主动齿或被动齿其滚动的方向与滑动摩擦力的方向，在齿顶部分是一致的，而在齿根部分则是相反的。总的来说，渐开线齿轮在啮合过总的来说，渐开线齿轮在啮合过程中，既有滑动又有滚动，啮合点的几何形状随程中，既有滑动又有滚动，啮合点的几何形状随着运动而不断地

3、发生变化。着运动而不断地发生变化。齿轮啮合面在一定的条件下能够产生动压油膜润滑条件还是比较有利的。6 二二 齿轮的啮合特性齿轮的啮合特性 齿轮在啮合过程中，同时存在着滚动与滑动。滚动对于形成动压油膜十分有利，滚动的磨损也非常小。滑动需要在一定的条件下才能产生动压油膜，滑动容易引起磨损，严重时甚至造成齿面擦伤与胶合。7 如图22所示，A在B面上滑动，其间有润滑油，A以速度V移动，V与接触线成角，为90时，产生动压油膜的条件最好，为零时条件最差，甚至不能产生动压油膜。从这里可以知道，滑动方向是一个极为重要的因素，能否生成动压油膜，很大程度上决定于滑动的方向。各种齿轮在啮合过程中，滑动方向并不是完全

4、一致的，各有其特点。 图2-28 直齿圆柱齿轮和圆锥齿轮的滑动方向是沿着齿高方向与接触线(沿齿宽方向)垂直的，因此容易形成动压油膜。渐开线斜齿的圆柱齿轮和圆锥齿轮的滑动方向与接触线也接近于垂直，同时沿齿宽方向还有滚动，滚动速度比较大，因此也是比较容易形成动压油膜。9三、齿面的润滑状态三、齿面的润滑状态 良好的润滑可以使齿面保持一层完整的润滑油膜。齿面润滑膜的状态与齿面的接触应力、滑动方向、润滑油性能有着密切的关系。归纳起来，齿面润滑膜大体上有以下4种状态。 101.1.动压液体润滑状态动压液体润滑状态 很早以前，就有人在这方面进行过研究。通过前人的研究，已经从理论上肯定了齿面能够形成动压油膜。

5、我们的实践也证实了这种理论的合理性。2. 2. 边界润滑状态边界润滑状态 为了防止磨损，可在润滑油中添加油性添加剂。油性添加剂的分子能比较牢固地吸附在齿面，这时靠吸附膜阻止高峰点接触保持润滑。润滑是否良好，同添加剂有直接的关系。冶金设备的齿轮传动装置，绝大部分都是处于边界润滑状态。113. 3. 极压润滑状态极压润滑状态 如果齿面的负荷再继续增大，边界吸附膜也会破裂。为了提高润滑性能，就要在油中加入极压添加剂。它能与齿面反应生成极压润滑膜。所以必须使用良好的极压润滑油，才能保持良好的极压润滑状态。4. 4. 固体膜润滑状态固体膜润滑状态 这种润滑状态是将固体润滑剂粉末或敷结剂涂于齿面，以保持齿

6、面有一层固体润滑膜。目前广泛使用的固体润滑剂是二硫化钼和石墨。二硫化钼能在齿轮表面生成一层牢固的润滑膜。现在，在冶金设备中已有不少圆柱齿轮应用二硫化钼固体膜润滑。12第二节第二节 润滑对齿轮传动的作用和影响润滑对齿轮传动的作用和影响 13一一 润滑对黏着润滑对黏着( (胶合胶合) )的影响的影响 黏着是齿轮磨损的一种现象，而且是最多最常见的磨损现象。黏着是由于齿面的润滑膜完全失去了作用，发生金属直接接触，产生干摩擦(局部高温)，使金属熔化互相敷着而又撕开。轻的，使齿面产生划痕、擦伤，重的，则拉成深沟，严重的使齿面变色，硬度降低，造成整个齿轮磨坏。 14 齿轮，是机械设备中极为重要的零件。齿轮的

7、种类很多，消耗量也很大。加工齿轮要比加工其他零件困难得多，成本高。因此加强齿轮的润滑，降低消耗，延长寿命，这是设备润滑工作的重点之一。15二二 润滑对点蚀的影响润滑对点蚀的影响 点蚀（表面疲劳磨损）是齿轮磨损一种极为普通的现象。在齿面超过限度的接触应力反复作用下，由表层裂纹发展为表面金属脱落，齿面上呈现麻斑凹坑，小的如针眼，大的如豆粒，这就是常见的疲劳点蚀。点蚀的起因是多方面的，最主要的还是接触应力超过了极限。润滑油选用不当或润滑方式不良，都会引起点蚀。16 润滑油的黏度对于点蚀发生是有较大影响的。如果使用低黏度的油润滑齿轮，低黏度的油流动性较好，容易渗入表面裂纹中，当受到高压的接触应力时，油

8、在裂纹内也产生高压，从而加速了裂纹的发展和金属块的脱落，引起点蚀。高黏度的油对于渗入裂纹的作用显然没有稀油活泼，另一方面黏度高油膜厚度较大，缓和了冲击负荷，使接触部分的应力均匀化，相对地降低了最大应力值，也就增强了齿面耐点蚀的能力。 17三三 润滑对振动、噪声的影响润滑对振动、噪声的影响 振动和噪声几乎是同时出现的，振动剧烈则噪声增大。齿轮齿面间如果有足够的油量，油膜较厚，由于油膜的阻尼缓冲作用，齿轮的振动减小，运转噪声也得到改善。18第三节第三节 齿轮传动润滑方式的选择齿轮传动润滑方式的选择 19一一 油浴润滑油浴润滑 油浴润滑以齿轮箱体作为油槽，齿轮浸在油中一定的深度，由于齿轮的旋转，搅动

9、油飞溅，油滴飞溅到各个部位进行润滑。20 这种方法比较简单，适用于速度不高的中小型齿轮箱。因为油要有一定的速度才能够飞溅，所以齿轮的圆周速度要大于3m/s。但是速度又不能太高，速度太高会使油甩离齿面而润滑不良，同时也会增大搅拌的功率损失。采用油浴润滑的圆柱齿轮传动，圆周速度一般不超12-15m/s蜗杆蜗轮传动的蜗杆圆周速度一般不超过6-10m/s。21二二 循环润滑循环润滑 循环润滑是采用单独的一套润滑系统。油通过油泵压送到齿轮箱，然后又流回油箱，如此不断地循环。它兼有润滑、冷却、冲洗齿面的作用，效果是比较好的。适用于圆周速度较高，功率较大的齿轮传动。轧钢厂轧制线上的齿轮都是采用循环润滑。圆柱

10、齿轮圆周速度大于12-15m/s，蜗杆圆周速度大于6-10m/s，需要采用循环润滑。22三三 润滑脂润滑润滑脂润滑 某些低速重负荷的齿轮，采用润滑脂润滑润滑脂润滑，实践证明效果良好，既可减低磨损，又可避免漏油。目前，在冶金设备中，有部分齿轮箱采用了半流体状的润滑脂润滑。四四 固体润滑固体润滑 圆柱齿轮减速器负荷不大，又比较平稳，可以采用二硫化钼半干膜润滑(即底膜加保膜)。实践证明：这种润滑方式有良好的效果。对于处理漏油，这确是一个行之有效的方法。23第四节第四节 齿轮传动润滑油品的选择齿轮传动润滑油品的选择 24 润滑油品的选择是根据设备对润滑油的技术要求决定的。要选择好油品，必须首先了解设备

11、的性能参数，对润滑有没有特殊要求。根据设备润滑技术上的要求，选择能够满足这些要求的油品。通常有下列几项原则供选择时参考。25 1)齿轮的载荷是选择油品的主要依据。轻负荷可选用不含添加剂的油。负荷较大，滑动较大，例如蜗杆，可选用含有油性添加剂的油。重负荷面又有强烈冲击的，例如双曲线齿轮，轧钢机齿轮座，应考虑选用全极压齿轮油； 2)齿轮的速度是选择油黏度的主要依据。速度高的选用低黏度油，速度低的选用高黏度油； 3)润滑方式是选油的参考条件。循环润滑必须要求油品的流动性好，含胶质沥青较多的汽缸油不宜选用。油浴式润滑则可选用汽缸油；26 4)润滑系统的对象也要考虑。与齿轮共用一个润滑系统的部件，例如滑动轴承是否对油质有特殊要求，如果齿轮