齿轮传动最小油膜厚度分析及改善润滑的措施
机械设备齿轮传动润滑分析
机械设备齿轮传动润滑分析【摘要】机械设备齿轮传动润滑是确保机械设备正常运行和延长使用寿命的关键因素。
本文从齿轮传动润滑的重要性、润滑方式、常见问题、改善方法以及优化技术等多个方面进行深入分析。
润滑不良可能导致齿轮磨损、噪音增加等问题，因此选择合适的润滑方式和定期维护保养至关重要。
齿轮传动润滑的优化可以提高机械设备的性能和工作效率，未来润滑技术的发展也将更加注重绿色环保和节能减排。
通过深入了解机械设备齿轮传动润滑的重要性及影响，可以更好地保护机械设备，延长其使用寿命，提高工作效率。
【关键词】机械设备、齿轮传动、润滑、分析、重要性、方式、问题、改善方法、优化技术、性能影响、发展趋势1. 引言1.1 机械设备齿轮传动润滑分析齿轮传动是机械设备中常见的传动方式之一，其润滑对于机械设备的稳定运行和性能保证起着至关重要的作用。
齿轮传动润滑分析是对润滑油膜形成、摩擦损耗、磨削磨损等关键问题进行研究和分析，旨在确保齿轮传动的可靠性和效率。
在机械设备中，齿轮传动润滑的重要性不可忽视。
良好的润滑可以减少齿轮传动中的摩擦损耗，降低零部件间的磨损，并延长设备的使用寿命。
适当的润滑还可以有效减少齿轮传动中的噪音和振动，提高整体工作效率。
针对齿轮传动润滑的方式，常见的包括油润滑、润滑脂润滑和油气混合润滑等。
每种润滑方式都有其适用的场景和特点，需要根据具体情况选择合适的润滑方式。
齿轮传动中也存在一些常见的润滑问题，如润滑油老化、润滑油污染、润滑脂过少等，这些问题会影响齿轮传动的正常运行。
针对这些问题，我们可以采取一些改善方法，如定期更换润滑油、增加润滑脂的使用量等。
未来，随着科技的进步和新材料的应用，齿轮传动润滑技术也将不断发展。
我们有必要不断优化润滑方案，提高润滑效率，确保机械设备齿轮传动的稳定运行和性能提升。
2. 正文2.1 齿轮传动润滑的重要性齿轮传动润滑的重要性在于其对机械设备的运行稳定性和寿命有着至关重要的影响。
正确的润滑可以有效减少齿轮传动中的摩擦和磨损，降低能量损失，提高传动效率，减少噪音和振动，延长设备的使用寿命。
齿面润滑压力和油膜厚度的数值分析
ｑＰ （ ）一 吼 ｅｐ （ ｘ ｛ｉ ＋ ９ ６） 一 ｌ＋ ｎ吼 ． ７［
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分析 弹 流 润 滑 问题 常用 的数 值计 算 方 法 中， 主 要 有 逆解 法 、 合 选 代法 、 限元 法 和牛 顿 法 ， 复 有 以及 新 兴 的多 重 网格 法 等 ， 种 计 算 方法 各 有 其 优缺 ６ 每 点 。其 中牛顿法 具 有计算 简便 ． 收敛 迅 速之特 点 ， 但
关 键 词 ： 度 牛 顿 联 舍 法 ；弹 性 流 体 动 力 润 滑 ；齿 轮 ；压 力 分 布 ；油 膜 厚 度 梯 中图分 类 号 ： ＴＨ １ ７ １ 械 、 输 、 空 等工业 领域 中占有十分 运 航 重要 的地位 ， 传 动系统 的效 率和 寿命 ， 大程 度 上 其 很 取 决 于齿轮 传 动的 润滑性 能 。近 ４ ０年 来 ， 性流 体 弹 动 力 润 滑理论 日趋 成 熟 ， 将 其 结果 逐 渐 应用 于 实 并 际生 产 中。 由于齿 轮传 动 自身 的特点 及其广 泛 的应 用 背 景 ， 得 齿 轮 弹 流润 滑 问题愈 来 愈受 到人 们 的 使
摘 要 ： 用 梯 度 牛 顿 联 合 法 对 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 进 行 了 弹 流 润 滑 数 值 分 析 ， 出 了 沿 齿 廓 采 得
齿轮传动及其润滑分析
潘存云教授研制 潘存云教授研制
齿面接触疲劳
三、 轮齿的失效形式
一、轮齿的失效形式 轮齿折断 齿面点蚀 失效形式 齿面胶合
高速重载传动中，常因啮 合区温度升高而引起润滑 失效，致使齿面金属直接 接触而相互粘连。当齿面 向对滑动时，较软的齿面 沿滑动方向被撕下而形成 沟纹。
措施： 1.提高齿面硬度 2.减小齿面粗糙度 3.增加润滑油粘度低速 4.加抗胶合添加剂高速
五、齿轮传动的润滑
3、齿轮传动的润滑方案：
1）按装置类型分类： 1、V<12m/s——浸油润滑 2、V>12m/s——喷油润滑
（图6-22）
（图6-22）
齿轮传动的润滑方式，主要取决于齿轮圆周速度的大小。对 于速度较低的齿轮传动或开式齿轮传动，采用定期人工加润滑油 或润滑脂。对于闭式齿轮传动，当齿轮圆周速度v <12m/s 时，采 用大齿轮浸入油池中进行浸油润滑； 当v >12m/s 时，为了避免搅 油损失，常采用喷油润滑
四、齿轮噪音及其控制
2、选择适宜的润滑方案
齿轮传动的基本润滑要求： 适当的粘度或稠度 良好的极压抗磨性 良好的抗氧化安定性 良好的抗剪切安定性 良好的防锈性 良好的抗泡沫性 良好的抗乳化性 塑胶齿轮还要求要与良好的相容性
五、
齿轮传动的润滑
齿轮传动时，相啮合的齿面间有相对滑动，因此就要 发生摩擦和磨损，增加动力消耗，降低传动效率， 特别是高速传动，就更需要考虑齿轮的润滑。 1、润滑的目的： • 改善摩擦表面的粗糙度， • 减小接触面的摩擦系数， • 减小摩损，延长寿命 • 同时由于润滑油脂膜的存在，可以对齿轮转动中 的冲击起到一定的缓冲作用。
五、齿轮传动的润滑
3、齿轮传动的润滑方案： 2）按转速分类：
机械设备齿轮传动润滑故障及其处理措施
机械设备齿轮传动润滑故障及其处理措施摘要：对于生产型企业而言，在开展生产作业时主要依靠机械设备进行，要求充分发挥齿轮的传动作用，让机械设备得以实现高效运转。
为此，要求针对齿轮传动的各类因素进行详细分析，同时，重点关注传动润滑因素，明确造成齿轮传动润滑故障的主要原因，并据此提出相应的处理措施，以促进齿轮传动稳定性提升，让机械设备得以维持正常运转。
关键词：机械设备；齿轮传动；润滑故障引言：齿轮传动在机械设备传动过程中有着十分重要的地位，通过齿轮齿面的啮合作用，可以让齿轮传递运动和动力得以实现充分啮合，以促进不同齿轮传动的滑动，而此过程中可能产生严重的摩擦和磨损问题。
为充分延长齿轮装置的使用期限，要求在啮合尺面中加入一定量的润滑油，以争取良好的装置润滑效果，同时，在齿轮齿面上形成致密的反应膜和吸附膜，降低金属与齿面直接接触的风险，以降低摩擦损失，让齿轮结构质量可以得到充分保障。
1、齿轮传动润滑方式通常情况下，为达到良好的齿轮润滑效果，需要充分利用润滑油和润滑脂，以充分发挥其润滑作用，在动件表明形成油膜结果，同时，降低装置的摩擦风险，以相应延长设备的使用寿命。
开式齿轮的工作环境多为多尘或潮湿环境，也因此提高了对于润滑油品质的要求，需要在设备运转阶段予以充分关注，以免出现润滑油流失的问题，为此，要求积极选用具有较高粘合度及吸附性优势的润滑油，并不断提升其防锈效果。
若齿轮的运转速度相对较低，则可以使用脂润滑油，同时，需要结合闭式齿轮机的实际转速确定相应的润滑方式。
若其转速超过了15m/s，则可以采取喷油润滑的方式；若转速未达到15m/s，则需采取用油润滑的方式。
机械设备的润滑作用主要体现在如下方面：首先，采取合理的润滑方式可以切实降低装置表面磨损的风险，以促进设备机械效率提升，同时，延长齿轮装置的使用期限；其次，需要在齿轮表面形成油膜，以促进齿轮结构的承受水平提升，降低摩擦风险，进而延长齿面的破坏周期；第三，通过润滑作用可以相应降低装置震动率，以促进设备使用期限提升，同时，降低噪声污染；第四，许多机械设备中使用了循环润滑液，利用此类润滑剂可以充分散发机箱内部的热量，以降低其温度和设备零件变形风险；第五，润滑油自身有着良好的附着性能，可以有效避免装置与空气的直接接触，进而降低金属零件的腐蚀风险[1]。
机械设备齿轮传动润滑分析
机械设备齿轮传动润滑分析一、引言齿轮传动是机械设备中常见的一种传动形式，通过齿轮的啮合来传递动力，实现机械设备的运转。
在齿轮传动中，润滑是至关重要的一环，它直接影响着齿轮的运行稳定性和寿命。
对齿轮传动的润滑进行分析和研究，对提高机械设备的运行效率和降低维护成本具有重要意义。
二、齿轮传动润滑原理1. 齿轮传动润滑的重要性齿轮传动在工作时，由于齿面的滚动和滑动，摩擦力和磨损会产生热量，如果润滑不良，会导致齿轮温升过高，增加摩擦和磨损，降低传动效率，甚至引起严重故障。
良好的润滑可以减小摩擦系数，降低磨损，减少齿轮传动的能量损失，提高齿轮传动的效率和使用寿命。
齿轮传动的润滑原理主要包括润滑膜理论和黏附剪切理论。
润滑膜理论是指在两个金属表面之间形成一层润滑膜，使得摩擦系数和磨损减小，从而达到降低摩擦力、提高传动效率的目的。
黏附剪切理论是指在齿轮啮合处受到动载荷作用下，液态润滑剂的黏度对齿轮的润滑起到保护作用。
齿轮传动的润滑方式主要有油润滑和脂润滑两种形式。
油润滑是指通过向齿轮传动装置中注入润滑油来形成润滑膜，以减小摩擦系数和磨损。
脂润滑是将润滑脂涂抹在齿轮啮合处，以形成均匀的润滑膜，提高齿轮传动的工作效率。
1. 润滑油的选择选择合适的润滑油是确保齿轮传动良好润滑的关键。
在选择润滑油时，应综合考虑齿轮传动的工作条件、载荷大小、工作温度和速度等因素。
一般情况下，应选择黏度指数高、稠度稳定、极压抗磨性能好的润滑油，以确保齿轮传动的顺畅运转。
适当的润滑油添加量对于保证齿轮传动的良好运转至关重要。
添加过多的润滑油会造成润滑油泛滥，增加能量损失，甚至引起齿轮传动的泄露和污染等问题。
而添加过少的润滑油又会导致齿轮传动的摩擦和磨损增加，降低传动效率，缩短使用寿命。
应根据齿轮传动的实际工作条件和使用环境，合理确定润滑油的添加量。
在一些特殊工况下，如高温、高速、重载工况下，常常采用润滑脂进行齿轮传动的润滑。
选择合适的润滑脂至关重要，应根据实际工况选择黏度合适、抗压性好的润滑脂，并采取专业的润滑脂涂抹方式，确保润滑脂均匀的涂覆在齿轮啮合处，形成良好的润滑膜。
机械设备齿轮传动润滑故障分析及处理方法
机械设备齿轮传动润滑故障分析及处理方法发布时间：2023-01-12T05:34:02.847Z 来源：《中国科技信息》2022年第33卷第16期作者：谢子剑[导读] 齿轮传动是机械设备传动的主要方式，为了保护齿轮结构，提升齿轮传动效果，需要在齿轮传动过程中加入润滑油。
谢子剑河北冶金建设集团有限公司摘要：齿轮传动是机械设备传动的主要方式，为了保护齿轮结构，提升齿轮传动效果，需要在齿轮传动过程中加入润滑油。
但目前齿轮传动润滑因为设计缺陷、生产问题或者材料限制等存在故障，容易出现齿轮磨损、腐蚀、噪声等情况。
为此，需要结合齿轮传动类别和润滑方式制定有效的润滑处理方法，积极调整设备参数，做好材料选择，还需要制定养护管理措施，避免高强度连续作业，从而提升设备维护效果，延长齿轮使用寿命。
关键词：机械设备；齿轮传动；润滑故障在齿轮传动过程中，齿轮和轮齿之间相互啮合产生动力，从而保障机械设备的正常运行。
但啮合也会造成齿轮面磨损，若是磨损情况较为严重，会降低齿轮传动效果，影响机械设备的正常工作。
因此，需要对机械设备齿轮传动情况进行分析，了解故障原因和类型，制定有效的故障处理办法，提升齿轮使用寿命。
当前，工作人员会在齿轮使用中加入润滑油，以此降低粗糙程度，减轻齿轮啮合磨损现象，避免机械设备发生故障。
1.齿轮传动润滑1.1齿轮传动的分类齿轮是机械设备的重要组件，齿轮的相互裂合能够实现动力传输，这种动力方式效率较高，结构紧凑，可以长时间应用。
但在具体运行中，齿轮传动也需要进行分类，以此提升齿轮选择和应用的合理性。
第一种分类方式是根据齿轮和轴线相对位置进行划分，此时齿轮传动主要有三种形式，分别为平行轴圆柱齿轮转传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴齿轮转动，前两种传动形式应用在中小型设备中，交错轴齿轮转动应用在大型机械中。
另外，按照齿轮工作环境和条件可以将齿轮传动分为开式齿轮传动、半开式齿轮传动和封闭式齿轮传动。
按照制作材料的硬度标准可以将齿轮传动分为软齿面齿轮传动和硬齿面齿轮传动。
润滑膜厚度对齿轮传动系统的影响研究
润滑膜厚度对齿轮传动系统的影响研究随着各种工业设备的不断发展，越来越多的机械设备应运而生，并成为现代工业的重要组成部分。
在这些设备中，齿轮传动系统扮演着至关重要的角色，因为它们将动力从一个部件转移到另一个部件。
但是，齿轮传动系统也面临着各种挑战和问题，例如摩擦和磨损等。
为了解决这些问题，润滑膜厚度的影响越来越受到人们的关注和研究。
一、润滑膜厚度的定义和作用润滑膜是指在两个表面之间形成的润滑剂薄层。
润滑膜厚度是指润滑膜的厚度，它通常由两个因素决定，即润滑剂的粘度和摩擦表面的形状。
润滑膜能够减少摩擦和磨损，保护机器部件，延长机器寿命。
在齿轮传动系统中，润滑膜的作用至关重要。
当两个齿轮啮合时，它们之间的接触面积非常小，因此产生的接触应力非常大。
如果没有适当的润滑剂薄层，那么这些接触应力可能会导致齿轮损坏或磨损。
润滑膜可以有效地减少齿轮之间的摩擦和磨损。
二、润滑膜厚度与齿轮传动系统的研究在过去的几十年里，润滑膜厚度对齿轮传动系统的影响已经得到了广泛的研究。
这些研究主要关注以下方面：1. 润滑膜对齿轮寿命的影响：许多研究表明，润滑膜的厚度对齿轮的寿命有着重要的影响。
当润滑膜厚度较小时，齿轮之间的摩擦和磨损将会增加，从而降低齿轮的使用寿命。
因此，适当的润滑膜厚度可以增加齿轮的使用寿命。
2. 润滑膜对齿轮传动效率的影响：润滑膜的厚度也可以影响齿轮传动的效率。
较薄的润滑膜可能会导致更高的摩擦损失和更低的传动效率。
因此，适当的润滑膜厚度可以提高齿轮传动的效率。
3. 润滑膜在不同工况下的变化：润滑膜的厚度在不同的工况下会有所变化。
例如，在高速运动的齿轮传动系统中，由于润滑剂较难以在摩擦表面形成稳定的薄膜，润滑膜厚度往往较薄。
而在低速运动的齿轮传动系统中，润滑剂容易在摩擦表面形成较厚的薄膜，润滑膜厚度较大。
4. 润滑膜对齿轮噪音的影响：有些研究表明，较厚的润滑膜可以降低齿轮传动系统的噪音。
这是因为润滑膜能够减少齿轮间的接触应力，从而降低噪音。
煤矿设备齿轮磨损原因及修复润滑措施
划伤 ： 划 伤 是 由于 齿 轮 表面 承 受过 大 的接触 压
力、 润 滑剂极 压性 能 不足 或齿 面缺乏 足够 的润 滑剂 ， 导 致润 滑油 膜不 能 建 立 ， 齿 轮 处 于 干摩 擦 或 边 界摩
擦状态， 啮合齿面直接接触 ， 造成齿轮材料的移 除。
划 伤在 齿面 上沿 滑 动方 向 出现 沟 槽 ， 主 要 分 布 在 滑
封 闭 式为 主 ， 齿 轮箱 润滑 方 式 为 通 常 采用 人 工 定 期
加润 滑油 或脂 润滑 。
裂纹。若轮齿接触应力 超过极 限应力值 ， 并达到一 定 的循 环次 数 时 ， 材 料 就 可能 出现 疲 劳 裂 纹 。 随着
这 些裂 纹 扩展 、 连接 ， 最 终 造 成 齿 面 金 属 材 料 的 脱 落， 形 成初期 点 蚀 ， 并 可 能 持续 发 展 为 扩 展 性 点 蚀 、
１ ． ２ 氧化腐 蚀及 塑性 变形 Βιβλιοθήκη １ 设备齿轮磨损原 因分析
１ ． １ 划伤 及点 蚀 和剥 落
设 备 齿 轮 磨 损 的 成 因 和 表 现 形 式 是 非 常复 杂 的， 因此 分类 方法 也很 多 ， 连采用 皮 带机齿 轮 常见 的 磨损 方 式一般 包 括 ： 划伤、 点蚀 、 剥落 、 氧化 腐蚀 及塑
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４—０ ６—１ ０ 作者简 介 ： 郭永静 （ １ ９ ８ ４ 一） ， 男， 内蒙古 巴彦卓 尔人 ， ２ ０ １ ３年 毕业 于 内蒙古工业大学 ， 助 理工程 师 ， 主要 从事煤 矿机 械维修 的技术 管理 工作 。
氧 化 腐蚀 ： 在 井 下 空气 中大 多 数金 属 的表 面都
郭永静
煤 矿设 备齿轮磨损原因及修复润滑措施
齿轮传动的润滑方法
齿轮传动的润滑方法齿轮传动是一种广泛应用于机械驱动系统中的结构。
它具有良好的传动效率、低噪声和小尺寸等优点，但传动的润滑状况决定了其操作的可靠性和使用寿命。
合理的润滑方法是齿轮传动可靠性和高效性的保证。
一、齿轮润滑材料润滑材料可以根据温度、压力、载荷、摩擦系数、效率等要求进行选择。
一般来说，油脂润滑是最常用的，而油脂也可以根据不同的润滑对象区分新鲜油脂、防锈油脂和合成油脂。
新鲜油脂，也称普通润滑油。
它具有质量良好、成本低、润滑性能优异等优点，广泛应用于供压力较小的齿轮传动中。
防锈油脂，也称磷化油脂或脂肪族油脂。
它具有防止锈蚀、耐疲劳、耐高温和耐水等特性，适用于抗静电、防潮湿和介质有污染的条件。
合成油脂，又称改性润滑油，它的性能比脂肪族油脂更好，可以把机械效率提高、减少能耗和维护成本，用于一些气候恶劣、动作较快或载荷较大的齿轮传动系统中。
二、齿轮润滑的要素齿轮传动的润滑不仅要考虑润滑材料，还要考虑润滑要素。
（1）润滑温度。
润滑油的温度过低会影响油膜的形成；过高则极易引起油膜和油层的泡沫化，影响润滑性能。
（2）润滑压力。
润滑压力过低会影响油膜的形成，导致摩擦片的磨损耗能加剧或接触面脱落。
（3）润滑速度。
润滑速度过低会影响润滑效果，过高则会加速齿轮磨损。
因此，润滑速度和轴承转速之间应有一定的比例关系。
（4）润滑间隙。
润滑间隙过大或过小都会影响润滑效果。
一般来说，润滑间隙应根据油膜厚度来调整，一般情况下，油膜厚度约为1μm，具体尺寸参数以实际情况为准。
（5）润滑油量。
润滑油的量也很重要，它的数量不应过少、也不应过多，以免影响润滑效果。
三、齿轮润滑的方法（1）润滑面涂油。
润滑面涂油既可以用手刷的方法涂油，也可以用喷油的方法涂油。
涂油时应注意均匀、充分，以保证齿轮传动的正常润滑。
（2）自循环润滑。
自循环润滑是通过油源、油口、润滑手段（柱塞泵、螺杆泵、单向阀等）和油管系统实现齿轮传动连续润滑的方法。
（3）密封润滑。
齿轮润滑分析及油量控制.pdf
第 32 卷第 6 期2004 年 12 月江苏冶金J iangsu MetallurgyVol . 32 No . 6Dec. 2004齿轮润滑分析及油量控制常荣福(宝钢集团苏州冶金机械厂 苏州 ,215004)摘要 :通过对齿轮润滑的分析 ,给出了齿轮润滑油量的控制方法。
关键词 :齿轮 ;润滑;油量;油膜厚度;冷却 中图分类号 : TH132 . 41为最小油膜厚度;σ1 ,σ2 为齿面 1 ,2 的粗超度。
引言当λ< 1 时 ,可以认为轮齿处于边界润滑状态;当 1 ≤λ≤3 时 ,可以认为轮齿处于混合润滑状态 , 齿轮传动润滑的主要作用是减少摩擦和磨损 ,即齿轮轮齿处于部分弹性流体动力润滑状态; 当λ 降低齿面工作温度。
采用液体润滑剂还能带走摩擦 > 3 时 ,可以认为轮齿处于完全弹性流体动力润滑所产生的热量 ,对降低温升更加有效。
此外 ,润滑剂 状态。
还有防腐、传递动力、消除污物、减振和密封等作用。
因此 ,按照润滑剂将两个摩擦表面隔开的情况 ,可将齿轮润滑分为如下五类: ( 1) 流体动力润滑;1 润滑类型分析(2) 流体静力润滑; (3) 弹性流体静力润滑; ( 4) 边界润滑; (5) 混合润滑。
而按照润滑剂物理状态 ,润齿轮啮合过程是复杂的 ,每一对进入啮合的轮 滑可分为气体润滑、液体润滑和固体润滑。
齿的接触点连续在齿面滚动 ,并承受极高压力。
但除了在节点处两齿面运动速度相同 ,可能看成是纯 2 润滑方式及选择滚动外 ,在其余各接触点 , 两齿面运动速度并不相同 ,也就是说 ,既有滑动 ,也有滚动。
对主动齿轮表 齿轮传动润滑方式的选择一般由齿轮节圆圆周 面来说 ,将是沿着离开节线的方向滑动 ,而从动齿轮 速度大小及工作环境条件来确定的。
齿轮节圆圆周 表面则是向着节线方向滑动 ,这种滑动对润滑剂的 速度可按下式计算 走向有一定关系。
轮齿啮合传动时 ,一般情况下啮 πd 1 n 1合时间非常短 ,并且在齿面上出现很大的接触应力。
齿轮润滑分析及油量控制_常荣福
第32卷第6期2004年12月江苏冶金Jiangsu MetallurgyV ol.32 No.6Dec.2004齿轮润滑分析及油量控制常荣福(宝钢集团苏州冶金机械厂 苏州,215004)收稿日期:2004-07-25作者简介:常荣福 男,1973年2月生,助理工程师。
电话:(0512)68623453摘要:通过对齿轮润滑的分析,给出了齿轮润滑油量的控制方法。
关键词:齿轮;润滑;油量;油膜厚度;冷却中图分类号:T H132.41引言齿轮传动润滑的主要作用是减少摩擦和磨损,降低齿面工作温度。
采用液体润滑剂还能带走摩擦所产生的热量,对降低温升更加有效。
此外,润滑剂还有防腐、传递动力、消除污物、减振和密封等作用。
1 润滑类型分析齿轮啮合过程是复杂的,每一对进入啮合的轮齿的接触点连续在齿面滚动,并承受极高压力。
但除了在节点处两齿面运动速度相同,可能看成是纯滚动外,在其余各接触点,两齿面运动速度并不相同,也就是说,既有滑动,也有滚动。
对主动齿轮表面来说,将是沿着离开节线的方向滑动,而从动齿轮表面则是向着节线方向滑动,这种滑动对润滑剂的走向有一定关系。
轮齿啮合传动时,一般情况下啮合时间非常短,并且在齿面上出现很大的接触应力。
轮齿在沿啮合线运动时,其接触点处的瞬时曲率半径、接触点处两齿面的滚滑速度及接触载荷都是变化的。
所以齿轮的润滑状态也很复杂,在正常情况下,两个相啮合的齿面,在压力下建立了薄层油膜,由弹性流体动压油膜承受载荷,但在齿根和齿顶处则多半是在混合摩擦或边界润滑的情况下接触。
这和载荷、速度的大小以及油膜厚度和表面粗糙度综合值K 等因素有关。
K =h min /R 21+R 21 式中 h min为最小油膜厚度;R 1,R 2为齿面1,2的粗超度。
当K <1时,可以认为轮齿处于边界润滑状态;当1[K [3时,可以认为轮齿处于混合润滑状态,即齿轮轮齿处于部分弹性流体动力润滑状态;当K >3时,可以认为轮齿处于完全弹性流体动力润滑状态。
机械设备齿轮传动润滑分析
机械设备齿轮传动润滑分析对于机械设备的使用来说，齿轮传动的应用比较广泛。
齿轮的传动主要是依靠齿轮的齿面进行相关咬合来进行运动和传递的，而齿轮在运动的过程中会产生一些摩擦和磨损，要想保证其正常运动，就要在其齿面加入一些润滑油进行润滑。
润滑油在齿面形成的吸附膜和反应膜，可以避免和金属的直接接触，并且能够减少一部分的摩擦损失，从而起到对齿轮的散热和防锈作用，可以更好的保护齿轮结构，使机械设备能正常运行。
本文就机械设备齿轮传动润滑进行相关的分析和探究。
标签：机械设备；齿轮传动；润滑；分析探究我国目前很多企业都依赖于机械设备进行生产作业，而所有的机械设备在运行的过程中都需要一个重要零件，即齿轮。
机械设备依赖于齿轮传动进行工作，而齿轮传动的运行会受到各种因素的影响，这些影响因素都会导致齿轮无法正常的运转。
要想保证齿轮的传动能够稳定，就要对影响齿轮传动的各种情况进行深入的研究，从而提高齿轮的润滑效率，保障齿轮的正常传动，促进机械设备的安全运行[1]。
1 齿轮传动类型在机械设备的运行过程中，齿轮传动的类型有很多种，有的是按照齿轮轴线的相对位置进行划分，将其分为平行轴圆柱齿轮传动和相交轴圆锥齿轮传动以及交错轴螺旋齿轮传动。
或者是按照齿轮的工作条件将其划分为开式齿轮传动和半开式齿轮传动以及闭合式齿轮传动。
亦或是按照齿轮齿面的硬度来将其划分为软齿面齿轮传动和硬齿面齿轮传动[2]。
2 齿轮传动要求因为齿轮的瞬间传动比较恒定而且需要较高的稳定性，需要稳定可靠的传动结构来进行运行。
而这些齿轮的运行过程中产生的噪音比较小，传动的功率比较大，工作效率也比较高，导致实际应用的过程中对齿轮传动的环境和润滑条件好的要求比较高，齿轮的运行不适合那些灰尘较多的地方，也不适用于距离比较远的两轴之间的传动，所以，对于齿轮的运行环境需要特别注意[3]。
3 齿轮传动的润滑方式在对齿轮传动进行润滑的过程中，主要是采用浸油润滑和喷油润滑、油雾润滑以及干油喷射润滑这四种方式。
齿轮传动中的最小油膜厚度与润滑
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— —
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民经 济的 发展 ，各 种机 械 越 来越 趋 向 高速 、重载 。 在传 递动 力齿 轮 机 构 中的 载荷 、接 触状 态 、速度 、
根据热传导建立的瞬时温度理论在齿面啮合点处由于较高的接触应力相对滑动所产生的瞬时温升与齿轮本身温度之和超过临界温度时油膜将被破坏油膜不被破坏的条件估算是nnt67b01l7式中n供油温度耻h钭8羔zl一58式中厂一齿面问的摩擦系数006自跑合后的表面光洁度
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降低 ，随微 凸体 的磨 损 而 有效 地 扩大 了接 触 面 积 ， 提高 了承载 能力 。而对 于 高速 重 载的传 动 ，其 主要
啮合 点距节 点 的距 离
ｎ—— 小 齿 轮 的转 速
Ｆ． 圆周力 —— 日 — 齿宽 —
失效形式则为胶合 。当润滑油膜的破坏使齿面微 凸
齿轮传动的失效分析及改善措施
整体结构并进行强度计算， 挑选出最适合 的方案 ； 接下来就能够根据有 限元与保角映射的方法来计算其齿根的应力 ， 圆角与过渡作用的部分使 用半径 较大的齿根 ， 在对外部齿 轮进行加工 的时候利用 凸头留磨 的滚 刀 方式， 这样会 有效 的减 轻弯 曲应力 ， 强度 随之增加 ， 其次 ， 进行轮 齿 的契 合形 变分析的时候应该将 弹力学也考虑 到其 中， 将齿轮顶 部修缘与齿 面 的喷丸技术 与其抗 疲劳程 度进行增 强 ， 最后 ， 采用 极压强 粘度 的添加 剂
３ ． １优化设 计 最 开始 可以按照行业 的标准 ， 使用 Ｃ Ａ Ｄ或者其他软 件挑选齿轮 的
传动的过程中有以下几个特点： 第一 ， 因为齿轮在传递转动的时候是依 附齿轮 不断推压形成 的 ， 因此轮齿 的受 力方 式是齿 轮受力 ； 第二 ， 轮齿 的 受 力面任何 一个地 方在接触 轮齿 时产 生 的应 力都是 从小到 大 、由无 至 有、 继续从 大至小直至归零 这么一个过 程 ， 其主要受力 方式是弯 曲应 力 ； 第三， 运 行 的过 程 中 ， 节点 的地方 只有 滚动 ， 另外 的齿 面都 是推 动 的方 式， 但是其顶 部较根部 的运行速度 要大很多 。 ２常见 的齿 轮传 动失效形式
会出现很大的弯曲应力，在这个时候齿轮运行时会在交变的应力里， 但 的性能也加强了， 一般挑选冶金好与真空式的精炼钢 ， 由于这类材料的
是若保持—会之后齿 轮就可能会到疲 劳的最高 限度 ， 这样 齿根 圆角的地 方就一定会 因疲 劳导致裂纹 ， 若不 断增加应力循 环 ， 裂纹也会越来 越大 ， 最后的结果就是 齿轮会 因为疲劳最 终破损 。第二 种就是负载 过大折断 ： 运行 的时候齿 轮当经受重大冲击负荷 又或者负 载过大 ， 亦或者是 在安装 时精密度不准使 得一部分 的齿轮受载这都 会使 得过载折损 。 但 是和疲劳 折损 的不 同之 处在 于 ， 负荷太大折 断有不 固定 的断裂位 置 ， 而且有粗 糙 精密度好 ， 相对于其他 的材料来说 氧 、 氮的含量较低 ， 其 强度与 塑性 者 艮 好， 这样也避免各种ｆ 青 况出现的频率过高。 ３ － ３优化加工工艺 进行机 械加工 轮齿的时候 ， 必 须将粗 、 精两种齿 轮分开 ， 必须 先将滚 刀对齿 轮进行粗 切之后 再精滚 ， 其 深度必 须保持一 个百分 比， 这样 才能 够达 到精准度 ， 其 深度 的误 差必须 保持在零 左右 ， 进行 精滚之 后误 差在 的断面 。 零 零三毫米 左右 。其精度必须保 持在九级之上 ， 其粗糙程度 也要按照 如图 １所示 ： 设计 的标准来做。可以在磨齿 后再进行振动 抛光或者 电抛光 ， 来提高 表 面的粗糙 度。 利用齿形修缘 、 齿 面修形 以及 大 圆弧齿根等技术 ， 减轻或 消 除啮合的偏载和干涉， 降低齿根应力集中， 增大齿轮 陛柔度。 对齿形进 行适当的诸如剃齿 、 研齿、 磨齿等修饰 ， 可以提高百分之十五到二十五的 接触极限应力； 对轮齿作纵 向修形， 比如修齿腹， 可以提高齿轮两倍的使 用寿命， 可以减少约五分之一左右的弯曲应力， 还可以降低噪声污染。 当 切齿 刀具的硬度 比工件 的硬度高两到 五倍且有较好 的耐磨 陛及韧 性时 ， 所 呈现 的切削效果 最好 。通 常使用 刮削法 以及 磨削法 加工硬 齿面 的齿 轮， 齿胚需 经过多次切削加工 和热处理 。 图 １轮齿折 断有两种情况 ３ ４ 优化热处理工艺 ２ ． ２齿 面点蚀 通常机械齿轮 的承 载能力 不只 由表面硬度来决 定 ， 它同时还受 着表 齿轮在运行 时接触面在不断产生应力 ， 表面 的金属 有可见 的脱 落情 层向芯部过渡 区域 的剪应 力和剪切强度 比值大小 的影响 ， 该 比值不 能超 况， 这样齿面就会失灵 ， 这也就是 所谓齿面 的点蚀 。 因为齿 轮的节线周 围 过 ０ ． ５ ５ 。处 理齿轮硬化最 好的方法就 是深层渗碳淬 火 ， 它可 以得 到充足 摩擦与应力都 比较 大 ， 所 以一 般节线 的根部 出现点蚀 隋况最多 。进行滚 的硬化层深度、 较小的过渡区域残余拉力以及比较高的芯部硬度。通常 滑运作 的时 候 ， 滚滑 的相 接的两个面进 行运作 的时候 因为摩擦过 大导致 齿面 的含碳量最好控制 在 ｎ ８ ％～ １ ％ 之问， 从齿表 面到 芯部 的硬度梯 度要 裂纹 的出现 ， 齿 轮底部 因为滚滑运 作追越 面 ， 在两个 齿轮相互 滚动 的过 缓和 。经过 回火 和淬火 的渗碳 齿轮其表 面硬 度要达到 ＨＲ Ｃ ５ ８ － ， ６ ２ 之间， 程 中， 追越面中 的裂缝 因为润滑 油导致被迫 渗入裂纹 中 ， 使之越 来越大 ， 要消除齿轮尤其是表层的残余内应力。 进一步推广氮碳共渗等新的加工 因为油液受 到不断的挤压渗 出 ， 所 以裂纹里不会 出现高压油 。齿 轮底部 工艺 ， 通常氮 的渗入 深度不超过 ０ ． ２毫米 ， 不仅 可以产生 压应力 ， 还 可 以 的裂纹在逐渐 扩大之后就会 出现脱 落的现象 ， 也就是点蚀 。 可 以参考 ： 累 硬化表层 。 与单纯渗碳齿轮相 比 ， 采用氮碳共 渗工 艺所加工的齿轮 ， 其强 积故 障数曲线来进一步理解点蚀 的机理 。 度极 限应力 可以提到百分之十 三以上 ， 使用寿命延 长一倍 。在 进行热处 ２ ． ３齿面磨粒磨 损 理加工后 ， 还要做油浴 ＾ 工时效处理 。 在 润滑度达不到要求 的时候或者是 在开式 的传动模式 的时候 ， 灰尘 ３ ． ５优化润滑工 艺 会 到啮合 区域 ， 导致 表面材料 的损耗 ， 这 种情况也 就是轮 齿表处 的磨粒 齿轮 出现磨 损实效的 隋况与润滑分不 开 ， 大 多的低速度 重载的齿轮 损耗 。出现这种情况 的时候 ， 在滑动 的方向与速度上会有平行 的滑痕 。 的触动应力都很高， 因此其齿轮的接触面使用的材料的弹 陛是非常重要 ２ ． ４齿面塑性变形 的。另外， 在进行齿轮契合的过程中， 除切点外其余均为滚滑运动 ， 这一 生 与 Ｅ Ｈ Ｌ （ 弹『 生 流体动力 润滑理论 ） 完 全相符 ， 与传统 Ｍａ ｒ ｔ ｉ ｎ 润 滑理 轮齿表面在低速超重 负荷的情况 中， 因为滑动产生 的摩擦与轮齿 表 特 ｌ 面应力 相结合 ， 轮齿 的材料 将会 出现塑性 流动 ， 这样 的情况也 就是所 谓 论相 比 ， Ｅ ＨＬ最 大 的不 同是齿 轮表层 的局部 弹性 变形量 通常 比按 照刚 的塑性变形 。其方 向平行 与滑动 的方 向 ， 由于滑动 时的摩擦与其方 向的 性边界计算的油膜厚度大出数倍， 所以对油膜的压力分布和形状都有着 节线正好 是相反 的 ，因此 主动轮 的轮齿 的表面 的变形是 出现在齿轮 顶 明显的影响。在设计齿轮的润滑参数时可以参照这个规律， 按照实际情 部， 同时有飞 边 的现 象 ， 而节 线 周 围就会是 沟谷 ， 在 动轮上 是恰 恰相 反 况 选择适用 的润滑油 。
机械设备齿轮传动润滑分析
机械设备齿轮传动润滑分析齿轮传动是机械设备中常见的传动方式，它通过齿轮的啮合来传递动力和转速。
在齿轮传动中，润滑是非常重要的，它能够减少齿轮的磨损，降低传动噪音，提高传动效率。
本文将对机械设备齿轮传动润滑进行分析，探讨润滑对齿轮传动的影响和润滑设计的原则。
一、齿轮传动润滑方式齿轮传动的润滑方式一般可分为油润滑和脂润滑两种方式。
油润滑是通过润滑油形成润滑膜来减少齿轮的摩擦和磨损，它可以是油浸润滑、油膜润滑以及循环润滑等方式。
而脂润滑则是将脂类润滑脂填充到齿轮间隙中，形成润滑膜来实现润滑保护。
对于不同的齿轮传动应用，选择合适的润滑方式非常重要。
一般来说，高速、重载和恶劣工作条件下的齿轮传动更适合采用油润滑方式，因为油润滑能够形成更为均匀的润滑膜，具有较好的热散发能力和清洗效果；而低速、轻载和干燥环境下的齿轮传动可以采用脂润滑方式，因为脂润滑可以提供更好的密封性和防腐蚀能力。
在进行齿轮传动润滑设计时，需要根据具体的传动条件和要求来选择润滑方式。
润滑对齿轮传动有着重要的影响，它直接影响着齿轮的使用寿命、工作效率和安全可靠性。
合理的润滑能够降低齿轮的摩擦和磨损，提高齿轮传动的效率和稳定性，延长齿轮的使用寿命。
1. 减少摩擦和磨损通过形成润滑膜，润滑可有效减少齿轮的摩擦和磨损。
在齿轮传动中，由于齿轮的啮合运动，齿轮与齿轮之间以及齿轮与轴承之间都存在着摩擦，如果缺乏有效的润滑，很容易导致齿面磨损和表面疲劳裂纹的产生，进而降低齿轮的使用寿命。
而良好的润滑膜可以有效减少齿轮的摩擦系数，减小磨损量，延长齿轮的使用寿命。
2. 降低传动噪音润滑对于降低齿轮传动的噪音具有重要作用。
在齿轮传动中，缺乏有效的润滑会导致齿轮表面不平整、表面磨损以及局部振动，进而产生较大的摩擦声和噪音。
而合理的润滑能够填充齿轮间隙，平滑表面，减少齿面的震动和噪音的产生，从而降低传动噪音。
3. 提高传动效率润滑对于提高齿轮传动的效率也有着重要的意义。
齿轮传动最小油膜厚度分析及改善润滑的措施
№.6 陕西科技大学学报 Dec.2009・84・ J OU RNAL OF SHAANXI UN IV ERSIT Y OF SCIENCE &TECHNOLO GY Vol.27 文章编号:1000-5811(2009)06-0084-03齿轮传动最小油膜厚度分析及改善润滑的措施王宁侠1,蒋新萍2(1.陕西科技大学机电工程学院,陕西西安 710021;2.常州轻工职业技术学院机械工程系,江苏常州 213164)摘 要:根据弹性流体动力润滑理论,通过对齿轮传动中形成动压油膜的参数分析,得出齿面最小油膜厚度发生在小齿轮齿根与大齿轮齿顶开始啮合点的位置,认为应以此处的润滑状态作为齿面润滑状态的判断依据,同时给出了一些改善齿轮传动润滑状态的措施.关键词:弹性流体动力润滑;起始啮合点;油膜厚度中图分类号:T H132.41 文献标识码:A图1 弹性流体润滑时的油膜厚度及压力分布0 引言齿轮传动除节点外各啮合点处均有相对滑动,因此齿面的润滑是必不可少的,而齿面的润滑状态与齿面的失效形式密切相关.根据弹性流体润滑理论,点、线接触的运动副其表面的润滑油膜厚度与材料的弹性变形、流体动压和粘压关系、两接触表面的平均速度、所受载荷大小等有关,微接触区内油膜厚度及油压的变化如图1所示,其最小油膜厚度的计算公式,即道森2希金森方程如下[1]:h min =2.65α0.54(η0v )0.7R 0.43E ′-0.03W -0.13(1)图2 齿轮啮合的几何参数式中:α为润滑油的粘压系数;η0为大气压下的粘度;v 为两接触表面沿相对运动方向的平均速度;R 为接触点的综合曲率半径,R =R 1R 2/(R 1+R 2);W 为单位接触宽度上的载荷;E ′为当量弹性模量,1E ′=12(1-ν21E 1+1-ν22E 2),E 1、E 2、ν1、ν2分别为两接触体材料的弹性模量和泊松比.如图2所示的渐开线直齿圆柱齿轮传动中,两齿廓接触于任一点K ,接触点K 处两齿廓的曲率半径分别为R 1、R 2,此时可看成是半径分别为R 1、R 2的两圆柱体相接触,根据(1)式可分析该点处的最小油膜厚度.齿轮的啮合传动过程是很复杂的,轮齿在传动中不断地进入啮合、脱离、啮合,接触线在齿面上的位置不断变化,接触处的几何形状(曲率半径)和运动速度随接触位置的变化而变化.啮合区内各点的最小油膜厚度是变化的,那么最小油膜厚度的最小值发生在什么位置?判断齿面润滑状态时应以哪一点的最小油膜厚度为依据?以下通过分析确定最小油膜厚度发生的位置.3收稿日期:2009209226作者简介:王宁侠(1963-),女,陕西省扶风县人,教授,研究方向:机械制造与设计第6期王宁侠等:齿轮传动最小油膜厚度分析及改善润滑的措施1 齿轮传动最小油膜厚度计算分析在齿轮传动中,齿轮和润滑油确定后,当量弹性模量E ′、α和η0可作为常数加以考虑,故令常数[2]C =2.65α0.54η0.70E ′-0.13(2) 则(1)式简化为:h min =C ・v 0.7・R 0.43・W -0.13(3) 由(3)式可以看出:最小油膜厚度h min 随速度v 及综合曲率半径R 的增加而增加,随单位接触线长度上载荷W 的增大而减小.一对齿的啮合过程中,啮合点位置是变化的,啮合点的v 、R 也随之变化,由于重合度的影响,也使W 在啮合过程中随啮合位置而发生变化.因此,在啮合区内各点的油膜厚度是变化的,需分析最小油膜厚度发生的位置.1.1 综合曲率半径分析由图2可知,一对齿廓从B 2点进入啮合,从B 1点脱离啮合,P 点为节点,N 1N 2为理论啮合线,设其长度为L .若齿廓任一瞬时相切接触于K 点处,大、小齿轮齿廓在K 点的曲率半径分别为R 2、R 1,则有:R 1+R 2=L(4) 任一点接触的综合曲率半径为:R =R 1R 2R 1+R 2=R 1-R 21L (5) 将R 对R 1分别求一次导数、二次导数,分析得知,当R 1=L /2时R 取极大值,记为R max =L /4;当R 1<L /2时,R 随R 1的增大而增大;当R 1>L /2时,R 随R 1的增大而减小.设两轮齿数比Z 2/Z 1=i ,则节点P 啮合时有:R 2P =iR 1P ,R 1P =L 1+i ,R P =iL (1+i )2(6) 当i >1时,R 1P <L/2,则R P <R max ,B 2点为起始啮合点,又有R 1B 2<R 1P ,故R B 2<R P ,B 2点的综合曲率半径R B 2为最小.1.2 齿面卷吸速度设两齿轮角速度分别为ω1、ω2,则齿廓任一点接触时对润滑油的卷吸速度为[3]:v =12(v 1+v 2)=12(ω1R 1+ω2R 2)=ω12i[L +(i -1)R 1](7)齿面动压油膜的厚度随卷吸速度的增加而增大,而速度又是L 、i 、ω1、R 1的函数,将(7)式分别对各变量求导得:9v 9R 1=ω12i(i -1)9v 9i =-ω12i 2(L -R 1)9v 9L =ω12i9v 9ω1=12i[L +(i -1)R 1](8)分析(8)式,由于一般传动i >1,且有L >R 1,所以可以看出v 随R 1、L 、ω1的增大而单调增大,随i 的增大而单调减小.在齿轮传动中,一般L 、ω1,i 均为定值,故v 仅随R 1而变化,在起始啮合点B 2处R 1B 2最小,故卷吸速度v B 2最小.1.3最小油膜厚度分析根据以上分析,起始啮合点B 2处的综合曲率半径R B 2和卷吸速度v B 2皆为啮合过程中的最小值,现在考虑载荷W 的影响.在齿轮传动中,一般有1<εα<2,因此,B 2点处于双齿啮合区,考虑到动压油膜传递载荷的作用,B 2处作用的载荷W B 2将小于节点P 处的载荷W P .但是,由于载荷对油膜厚度的影响很小(指数为-0.13),因此,即使按W B 2=W P /2进行计算,所得到的最小油膜厚度h min B 2的值也仅比按W B 2=W P・58・陕西科技大学学报第27卷所得到的结果h min B 2′稍大一点(h min B 2=1.0943h min B 2′).显然,这种影响和R 、v 对最小油膜厚度的影响相比是很微小的,其综合影响的结果仍然是小齿轮齿根与大齿轮齿顶开始啮合点的油膜厚度最小.以一对m =4mm ,i =4,Z 1=25的标准直齿圆柱齿轮传动为例进行计算,节点处载荷按W 计算,B 点处载荷按W /2计算,可得到h min B 2=0.6817h min P .综上所述,可以得到以下结论:(1)一对直齿轮传动中,小齿轮齿根与大齿轮齿顶开始啮合点B 2处的最小油膜厚度最小,故应以此点的油膜厚度作为整个齿轮传动是否出现弹性流体动压润滑的判据;(2)B 2点处的最小油膜厚度取决于小齿轮上该点的曲率半径R 1B 2、理论啮合线的长度L 、传动比i 小齿轮转动角速度ω1.当R 1B 2、L 、ω1愈大,i 愈小,则h min B 2愈大;当L 、ω1、i 为定值时,减小齿轮模数或做成短齿皆有利于增大R 1B 2,从而有利于增大油膜厚度.2 齿面润滑状态分析对于不能形成完全动压润滑的摩擦表面,通常用膜厚比来判断润滑状态,齿轮传动一般用节点P 处的膜厚比λP 来确定:λP ≈h min PR 2a 1+R 2a 2(9) 式中R a 1,R a 2分别为两齿轮齿面的粗糙度;h min P 为节点的最小油膜厚度.一般认为当λP <1时为边界润滑状态;当λP >3时为流体润滑状态;而当1≤λP ≤3时为混合润滑状态.3 结束语由于齿轮传动各啮合点中,以小齿轮齿根与大齿轮齿顶啮合处的最小油膜厚度为最薄,因此应以此处的润滑状态来衡量整个传动的润滑状态.而为了改善此处的润滑状态,可采取以下措施:(1)在保证弯曲强度的条件下,尽量取较小的模数;(2)采用短齿直齿轮传动;(3)提高齿面加工质量,降低粗糙度值,特别注意提高小齿轮齿根和大齿轮齿顶的光洁度;(4)采用变位齿轮正传动,以较大的小齿轮变位系数有效增大起始啮合点的曲率半径,从而达到增大最小油膜厚度,改善润滑的目的.参考文献[1]张鹏顺,陆思聪.弹性流体动力润滑及其应用[M ].北京:高等教育出版社,1995.[2]孙 桓.机械原理[M ].北京:高等教育出版社,2000.[3]王宁侠.机械设计[M ].西安:西安电子科技大学出版社,2008.LOWEST OIL FILM THICKNESS ANALYSIS OF AEAR D RIVE &IMPROVE IUBRICATION MEASUREWAN G Ning 2xia 1,J IAN G Xin 2ping 2(1.School of Mechanical and Electrical Engineering ,Shaanxi University of Science &Technology ,Xi ′an 710021,China ;2.Department of Mechanical Engineering ,Changzhou Institute of Light Industry Technology ,Changzhou 213164,China )Abstract :By elasto 2hydrodynamic lubrication t heory ,t he location of lowest oil film t hickness is obtained at parameter analysis of dynamic p ressure oil film.The place of lowest oil film t hickness is determined at t he contact point of pinion dedendum wit h gear top ,t hat t he lubri 2cant should be here to judge t he state as a basis for lubrication ,and t he measure is advanced for imp roving lubricating condition of gear drive.K ey w ords :elasto 2hydrodynamic lubrication ;original mesh point ;oil film t hickness ・68・。
齿轮传动的润滑
齿轮传动的润滑
郑州大学 吴晓铃
齿轮行业生产力促进中心 全国齿轮行业技术情报总网
二OO八年六月
齿轮传动的润滑
主要代号
b— — 齿 宽 ， mm d1— — 小 齿 轮 分 度 圆 直 径 ， mm dw1— — 小 齿 轮 节 圆 直 径 ， mm hmin— — 最 小 油 膜 厚 度 ， m n1— — 小 齿 轮 转 速 ， r/min — — 节 圆 线 速 度 ； 卷 吸 速 度 ， m/s g— — 齿 面 滑 动 速 度 ， m/s u— — 齿 数 比 ， u=z2/z1 w— — 单 位 齿 宽 上 的 载 荷 ， N/mm E′ — — 综 合 弹 性 模 量 ， N/mm2 Ft— — 端 面 分 度 圆 上 的 名 义 切 向 力 ， N K——齿面接触负荷系数，MPa KA— — 使 用 系 数 KH— — 接 触 强 度 计 算 的 齿 间 载 荷 分 配 系 数 KH— — 接 触 强 度 计 算 的 齿 向 载 荷 分 布 系 数 KV— — 动 载 系 数
（2）齿轮润滑剂应具备的主要性质 齿轮润滑剂要起到上述作用，需具备以下性质。 ①具有合适的黏度与流动性，以适用于不同的工况条件。 ②具有良好的抗磨性，以保持一定的承载能力。 ③具有良好的氧化安定性，使油不氧化，不变黏，不变质，不堵塞油路。 ④抗乳化性。在有水部位工作的齿轮，要求使用抗乳化性、油水分离性好的润 滑油。因为润滑油中的极压添加剂，基础油中的极性物质或油中的氧化物都是表面 活性物质，当水混入油中时，上述表面活性物质起乳化作用。
润滑油黏度 △
润 润滑性质 △
△
滑
润滑方式及 润滑油供油量
△
注：△表示有影响。
螺旋齿轮传动设计中的最小油膜厚度计算
螺旋齿轮传动设计中的最小油膜厚度计算
1. 概述
螺旋齿轮传动是一种常用的机械传动方式，在运转时会产生摩擦和磨损，因此需要进行润滑。
润滑不好或者润滑不足会影响齿轮传动的使用寿命。
因此，在设计螺旋齿轮传动时，需要计算最小油膜厚度，以确保润滑措施得当，保证齿轮传动的正常运转。
2. 最小油膜厚度的定义及计算方法
最小油膜厚度是指润滑油在齿轮接触面形成的润滑膜的最小厚度。
一般情况下，最小油膜厚度应保持在齿轮齿形参数的范围内，以确保齿轮传动的安全性和可靠性。
其计算公式如下：
h0min=K0*10^(-6)*sqrt(ΣHv/(Cμ*(Vc^3)*Z0))
其中，h0min为最小油膜厚度；K0为系数，一般取0.5-0.9；ΣHv为硬度总和，单位MPa；Cμ为黏度系数，单位mPa·s；Vc为周向速度，单位m/s；Z0为齿轮副
齿数。
3. 影响最小油膜厚度的因素
影响最小油膜厚度的因素很多，主要有以下几点：
4. 最小油膜厚度的保障措施
为了保障最小油膜厚度，需要采取以下措施：
5. 结论
在螺旋齿轮传动的设计过程中，最小油膜厚度的计算是十分重要的。
在实际应用中，要注意提高润滑油质量，减小齿轮传动工作条件下的负荷和转速等措施，
以确保齿轮传动的长期稳定运转。
齿轮传动相关滑动率分析和提高磨损承载能力的措施
图 4 不同变位系数时磨损量比较[ 4 ]
5C rN i6E FVA 3 v 13 = 38mm 2 s k c= 22N mm 2
表 1 齿形参数不同时 Φ w 的计算结果 齿轮类型
(mm ) 中心距 a ′ ( 模数 m mm ) C 91. 5 4. 5 16 24 0. 18 0. 18 22. 44° 0. 73 A 91. 5 4. 5 16 24 0. 86 - 0. 5 22. 44° 0. 76 M1 91. 5 2. 25 32 48 0. 35 0. 35 22. 44° 0. 47 M2 91. 5 6 12 18 0. 3 - 0. 03 22. 44° 0. 82
Θ Θ 1 Ξ1 1 - 1= u - 1 Θ Θ 2 Ξ2 2
式中 Ξ1、 Ξ2 ——角速度 u ——速比 Θ 1、 Θ 2 ——齿廓的曲率半径 齿轮传动的磨损相关滑动率 Φ w 的计算公 式为
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的变化太大, 与磨损齿形变化不一致。 文献 [ 3 ] 提出应以小齿轮齿根和大齿轮齿 顶啮合时的油膜厚度作为齿轮磨损分析的依 据。 一般情况下, 小齿轮齿根处油膜厚度最小, 滑动率 Φ A 1 为最大, 因此认为小齿轮齿根处磨损 最严重。 从图 3 可以看出, 在磨损开始阶段, 主 动小齿轮开始啮合点的齿形磨损量最大。 这同 上述分析是一致的。 而齿轮继续运转时, 低速磨 损近乎等距地向轮齿内发展, 齿轮的齿顶与齿 根部分磨损差不多, 甚至齿顶部分略超过齿根 部分。这同上述分析不一致。此外, 齿轮经变位 后, 有时磨损最严重处不一定发生在小齿轮齿 根, 所以采用 Φ A 1和 Φ E 2 来分析磨损并不合适。 从图 1 可以看出 Θ A 1 越大则 Φ A 2 越小, Θ E2 越大则 Φ E 1 越小。 再按式 ( 9 ) 的 Θ A 1 分别对 x 1、
机械设备齿轮传动润滑故障及其处理措施_1
机械设备齿轮传动润滑故障及其处理措施发布时间：2022-04-22T07:51:29.190Z 来源：《城镇建设》2022年1期作者：薛艳宁[导读] 在我国国民经济总值大幅度提升的同时，人们对于物质生活质量的需求也日益提升薛艳宁中石化第五建设有限公司广州中山 510180摘要：在我国国民经济总值大幅度提升的同时，人们对于物质生活质量的需求也日益提升，尤其对机械产品有着更高的要求，在这样的背景之下，机械工程自身的发展规模得到快速提升。
但是从目前机械设备发展运行中我们不难看出，机械设备齿轮传动润滑在应用过程中常出问题，实际出现的润滑故障直接导致机械设备不能进行高效运作，严重影响到企业的经济效益及社会效益。
本文从机械设备齿轮传动润滑中常见的故障进行原因说明，并提出有效的解决措施。
关键词：机械设备；齿轮传动润滑；常见故障及预防措施新时期，机械工程在社会经济不断提升的推动下，生产出大量新型的机械设备，给国家及社会各行业带来极大的便利，带动了我国经济发展。
但是随着机械化程度越来越高，其生产出的机械设备结构也就相对复杂许多。
在此过程中，齿轮作为机械设备零部件这个较为常见的基础性部分，其自身的润滑程度直接决定着整台机械设备得以正常运转。
因此提高齿轮传动期间的润滑效果，是从根本上提高齿轮润滑效率的关键所在。
一、机械设备齿轮传动中常见润滑方式阐述在当前机械设备转动结构中，较为常见的齿轮传动形式为开式齿轮和闭合齿轮润滑，我们在此来进行一一阐述。
首先，开式齿轮因其自身主要工件的润滑介质，以此来作为特定的润滑脂及润滑油，添加方式为人工定期手动添加，有效促使机械齿轮在日常转动过程中，其转动润滑状态可以一直持续在最佳状态。
开式齿轮在具体转动期间，因自身具有传动频率低，且载荷量大等特征，其具体操作环境一般都具有较大灰尘、空气较为潮湿等情况下。
在其润滑油的选择上，就不能选择已消耗的润滑油类型，而是将具有较强吸附性、超高粘性以及防锈性能强的，且带有沥青材质的润滑油作为首选依据，这样可以更好的确保实际润滑油膜自身拥有较强的厚度；在开式齿轮自身传动速度没有提升的情况下，可以适当加入一定剂量的润滑脂进行有效润滑。
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№.6 陕西科技大学学报 Dec.2009・84・ J OU RNAL OF SHAANXI UN IV ERSIT Y OF SCIENCE &TECHNOLO GY Vol.27 文章编号:1000-5811(2009)06-0084-03齿轮传动最小油膜厚度分析及改善润滑的措施王宁侠1,蒋新萍2(1.陕西科技大学机电工程学院,陕西西安 710021;2.常州轻工职业技术学院机械工程系,江苏常州 213164)摘 要:根据弹性流体动力润滑理论,通过对齿轮传动中形成动压油膜的参数分析,得出齿面最小油膜厚度发生在小齿轮齿根与大齿轮齿顶开始啮合点的位置,认为应以此处的润滑状态作为齿面润滑状态的判断依据,同时给出了一些改善齿轮传动润滑状态的措施.关键词:弹性流体动力润滑;起始啮合点;油膜厚度中图分类号:T H132.41 文献标识码:A图1 弹性流体润滑时的油膜厚度及压力分布0 引言齿轮传动除节点外各啮合点处均有相对滑动,因此齿面的润滑是必不可少的,而齿面的润滑状态与齿面的失效形式密切相关.根据弹性流体润滑理论,点、线接触的运动副其表面的润滑油膜厚度与材料的弹性变形、流体动压和粘压关系、两接触表面的平均速度、所受载荷大小等有关,微接触区内油膜厚度及油压的变化如图1所示,其最小油膜厚度的计算公式,即道森2希金森方程如下[1]:h min =2.65α0.54(η0v )0.7R 0.43E ′-0.03W -0.13(1)图2 齿轮啮合的几何参数式中:α为润滑油的粘压系数;η0为大气压下的粘度;v 为两接触表面沿相对运动方向的平均速度;R 为接触点的综合曲率半径,R =R 1R 2/(R 1+R 2);W 为单位接触宽度上的载荷;E ′为当量弹性模量,1E ′=12(1-ν21E 1+1-ν22E 2),E 1、E 2、ν1、ν2分别为两接触体材料的弹性模量和泊松比.如图2所示的渐开线直齿圆柱齿轮传动中,两齿廓接触于任一点K ,接触点K 处两齿廓的曲率半径分别为R 1、R 2,此时可看成是半径分别为R 1、R 2的两圆柱体相接触,根据(1)式可分析该点处的最小油膜厚度.齿轮的啮合传动过程是很复杂的,轮齿在传动中不断地进入啮合、脱离、啮合,接触线在齿面上的位置不断变化,接触处的几何形状(曲率半径)和运动速度随接触位置的变化而变化.啮合区内各点的最小油膜厚度是变化的,那么最小油膜厚度的最小值发生在什么位置?判断齿面润滑状态时应以哪一点的最小油膜厚度为依据?以下通过分析确定最小油膜厚度发生的位置.3收稿日期:2009209226作者简介:王宁侠(1963-),女,陕西省扶风县人,教授,研究方向:机械制造与设计第6期王宁侠等:齿轮传动最小油膜厚度分析及改善润滑的措施1 齿轮传动最小油膜厚度计算分析在齿轮传动中,齿轮和润滑油确定后,当量弹性模量E ′、α和η0可作为常数加以考虑,故令常数[2]C =2.65α0.54η0.70E ′-0.13(2) 则(1)式简化为:h min =C ・v 0.7・R 0.43・W -0.13(3) 由(3)式可以看出:最小油膜厚度h min 随速度v 及综合曲率半径R 的增加而增加,随单位接触线长度上载荷W 的增大而减小.一对齿的啮合过程中,啮合点位置是变化的,啮合点的v 、R 也随之变化,由于重合度的影响,也使W 在啮合过程中随啮合位置而发生变化.因此,在啮合区内各点的油膜厚度是变化的,需分析最小油膜厚度发生的位置.1.1 综合曲率半径分析由图2可知,一对齿廓从B 2点进入啮合,从B 1点脱离啮合,P 点为节点,N 1N 2为理论啮合线,设其长度为L .若齿廓任一瞬时相切接触于K 点处,大、小齿轮齿廓在K 点的曲率半径分别为R 2、R 1,则有:R 1+R 2=L(4) 任一点接触的综合曲率半径为:R =R 1R 2R 1+R 2=R 1-R 21L (5) 将R 对R 1分别求一次导数、二次导数,分析得知,当R 1=L /2时R 取极大值,记为R max =L /4;当R 1<L /2时,R 随R 1的增大而增大;当R 1>L /2时,R 随R 1的增大而减小.设两轮齿数比Z 2/Z 1=i ,则节点P 啮合时有:R 2P =iR 1P ,R 1P =L 1+i ,R P =iL (1+i )2(6) 当i >1时,R 1P <L/2,则R P <R max ,B 2点为起始啮合点,又有R 1B 2<R 1P ,故R B 2<R P ,B 2点的综合曲率半径R B 2为最小.1.2 齿面卷吸速度设两齿轮角速度分别为ω1、ω2,则齿廓任一点接触时对润滑油的卷吸速度为[3]:v =12(v 1+v 2)=12(ω1R 1+ω2R 2)=ω12i[L +(i -1)R 1](7)齿面动压油膜的厚度随卷吸速度的增加而增大,而速度又是L 、i 、ω1、R 1的函数,将(7)式分别对各变量求导得:9v 9R 1=ω12i(i -1)9v 9i =-ω12i 2(L -R 1)9v 9L =ω12i9v 9ω1=12i[L +(i -1)R 1](8)分析(8)式,由于一般传动i >1,且有L >R 1,所以可以看出v 随R 1、L 、ω1的增大而单调增大,随i 的增大而单调减小.在齿轮传动中,一般L 、ω1,i 均为定值,故v 仅随R 1而变化,在起始啮合点B 2处R 1B 2最小,故卷吸速度v B 2最小.1.3最小油膜厚度分析根据以上分析,起始啮合点B 2处的综合曲率半径R B 2和卷吸速度v B 2皆为啮合过程中的最小值,现在考虑载荷W 的影响.在齿轮传动中,一般有1<εα<2,因此,B 2点处于双齿啮合区,考虑到动压油膜传递载荷的作用,B 2处作用的载荷W B 2将小于节点P 处的载荷W P .但是,由于载荷对油膜厚度的影响很小(指数为-0.13),因此,即使按W B 2=W P /2进行计算,所得到的最小油膜厚度h min B 2的值也仅比按W B 2=W P・58・陕西科技大学学报第27卷所得到的结果h min B 2′稍大一点(h min B 2=1.0943h min B 2′).显然,这种影响和R 、v 对最小油膜厚度的影响相比是很微小的,其综合影响的结果仍然是小齿轮齿根与大齿轮齿顶开始啮合点的油膜厚度最小.以一对m =4mm ,i =4,Z 1=25的标准直齿圆柱齿轮传动为例进行计算,节点处载荷按W 计算,B 点处载荷按W /2计算,可得到h min B 2=0.6817h min P .综上所述,可以得到以下结论:(1)一对直齿轮传动中,小齿轮齿根与大齿轮齿顶开始啮合点B 2处的最小油膜厚度最小,故应以此点的油膜厚度作为整个齿轮传动是否出现弹性流体动压润滑的判据;(2)B 2点处的最小油膜厚度取决于小齿轮上该点的曲率半径R 1B 2、理论啮合线的长度L 、传动比i 小齿轮转动角速度ω1.当R 1B 2、L 、ω1愈大,i 愈小,则h min B 2愈大;当L 、ω1、i 为定值时,减小齿轮模数或做成短齿皆有利于增大R 1B 2,从而有利于增大油膜厚度.2 齿面润滑状态分析对于不能形成完全动压润滑的摩擦表面,通常用膜厚比来判断润滑状态,齿轮传动一般用节点P 处的膜厚比λP 来确定:λP ≈h min PR 2a 1+R 2a 2(9) 式中R a 1,R a 2分别为两齿轮齿面的粗糙度;h min P 为节点的最小油膜厚度.一般认为当λP <1时为边界润滑状态;当λP >3时为流体润滑状态;而当1≤λP ≤3时为混合润滑状态.3 结束语由于齿轮传动各啮合点中,以小齿轮齿根与大齿轮齿顶啮合处的最小油膜厚度为最薄,因此应以此处的润滑状态来衡量整个传动的润滑状态.而为了改善此处的润滑状态,可采取以下措施:(1)在保证弯曲强度的条件下,尽量取较小的模数;(2)采用短齿直齿轮传动;(3)提高齿面加工质量,降低粗糙度值,特别注意提高小齿轮齿根和大齿轮齿顶的光洁度;(4)采用变位齿轮正传动,以较大的小齿轮变位系数有效增大起始啮合点的曲率半径,从而达到增大最小油膜厚度,改善润滑的目的.参考文献[1]张鹏顺,陆思聪.弹性流体动力润滑及其应用[M ].北京:高等教育出版社,1995.[2]孙 桓.机械原理[M ].北京:高等教育出版社,2000.[3]王宁侠.机械设计[M ].西安:西安电子科技大学出版社,2008.LOWEST OIL FILM THICKNESS ANALYSIS OF AEAR D RIVE &IMPROVE IUBRICATION MEASUREWAN G Ning 2xia 1,J IAN G Xin 2ping 2(1.School of Mechanical and Electrical Engineering ,Shaanxi University of Science &Technology ,Xi ′an 710021,China ;2.Department of Mechanical Engineering ,Changzhou Institute of Light Industry Technology ,Changzhou 213164,China )Abstract :By elasto 2hydrodynamic lubrication t heory ,t he location of lowest oil film t hickness is obtained at parameter analysis of dynamic p ressure oil film.The place of lowest oil film t hickness is determined at t he contact point of pinion dedendum wit h gear top ,t hat t he lubri 2cant should be here to judge t he state as a basis for lubrication ,and t he measure is advanced for imp roving lubricating condition of gear drive.K ey w ords :elasto 2hydrodynamic lubrication ;original mesh point ;oil film t hickness ・68・。