齿轮及齿轮润滑基础
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渐开线标准直齿齿形：轮齿的轮廓线就是渐开线。
一：基本概念介绍渐开线：将一端系有铅笔的线缠在圆筒的外周上，然后在线绷紧的状态下将线渐渐放开。
此时，铅笔所画出的曲线即为渐开曲线。
圆筒的外周被称为基圆。
一个示例：8齿渐开线齿轮示例。
将圆筒8等分后，系上8根铅笔，画出8条渐开曲线。
然后，将线向相反方向缠绕，按同样方法画出8条曲线，这就是以渐开曲线作为齿形，齿数为8的齿轮。
当直线沿一圆周作相切纯滚动时，直线上任一点在与该圆固联的平面上的轨迹k0k，称为该圆的渐开线。
渐开线的性质(1)直线NK = 曲线N K0(2) 渐开线上任意一点的法线必切于基圆，切于基圆的直线必为渐开线上某点的法线。
与基圆的切点Ｎ为渐开线在ｋ点的曲率中心，而线段NK是渐开线在点ｋ处的曲率半径。
(3)渐开线齿廓各点具有不同的压力角，点Ｋ离基圆中心Ｏ愈远，压力角愈大。
(4)渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线越平直，当基圆半径趋于无穷大时，渐开线成为斜直线。
（故齿条的齿轮廓线为斜线）(5)基圆内无渐开线。
渐开线的方程式rk为渐开线再任意点K的向径。
模数：模数是决定齿大小的因素。
齿轮模数被定义为模数制轮齿的一个基本参数，是人为抽象出来用以度量轮齿规模的数。
目的是标准化齿轮刀具，减少成本。
直齿、斜齿和圆锥齿齿轮的模数皆可参考标准模数系列表。
分度圆上的齿距p对Π的比值称为模数，用m表示，单位为mm，即m=p/Π，已标准化。
模数是齿轮的主要参数之一，齿轮的主要几何尺寸都与模数成正比，m越大，则齿距p越大，轮齿就越大，轮齿的抗弯能力就越强，所以模数m又是轮齿抗弯能力的标志。
不同模数的轮齿大小对比。
分度圆：为了便于设计、制造及互换，我们把齿轮某一圆周上的比值规定为标准值(整数或较完整的有理数)，并使该圆上的压力角也为标准值，这个圆称为分度圆，其直径以d表示。
因轮齿分度圆上的齿槽宽e=齿厚s。
故s=e=Πd/2z，故p=2s=2e=Πd/z。
齿轮传动的润滑
（1）边界润滑 当＜1，齿轮传动处于边界润滑状态，齿轮齿面有表面粗糙峰相接触的情况发 生。在边界润滑状态下，润滑油的黏度不起作用，靠添加剂与齿面形成的物理吸附 膜或化学反应膜来保护齿面。 （2）混合润滑 当1＜＜3，齿轮传动处于混合润滑状态。在混合润滑状态下，摩擦力由粗糙峰 和润滑油内部的摩擦力两部分构成，齿面负荷由油膜和齿面粗糙峰共同承担。润滑 油中需要少量的极压添加剂。 （3）全膜润滑 当＞3，齿轮传动处于全膜润膜状态（弹流润滑、液体动压润滑）。在全膜润 滑状态下，润滑油膜的厚度远远大于表面粗糙度，两运动表面完全被连续的油膜所 隔开。因此润滑剂的黏度起主导作用，不需要添加剂。 当计入齿轮的弹性变形时，全膜齿轮润滑状态即成为弹性流体动力润滑，其理 论分析是英国著名学者D.Downson完成的。该理论考虑了物体的弹性变形和润滑油在 高压下黏度的变化，先用计算机获得了数值解，进而导出了如下的经验公式
齿轮润滑剂对齿轮传动的影响主要表现在摩擦、磨损、胶合性能、振动、噪 声水平、齿轮箱热平衡性能等诸多方面。因此，在进行齿轮设计时不能忽略润滑 剂这一重要参数。
①润滑对齿轮传动失效的影响，见表1。
表1 润滑对齿轮传动失效的影响
齿轮失效形式 磨损 腐蚀性磨损 擦伤与胶合 点蚀 剥落 齿体塑变 峰谷塑变 起皱
进行齿轮润滑设计，要把握以下特点。 ①润滑剂是齿轮传动的一个元件，因此，润滑油的物理、化学性质，例如黏度、 压黏系数、黏温特性、添加剂的作用等都十分重要。 ②齿轮传动中同时存在着滚动和滑动，滚动量和滑动量的大小因啮合位置而异， 这就表明齿轮的润滑状态会随时间的改变而改变。 ③齿轮的接触压力非常高，例如轧钢机的主轴承比压一般为20MPa，而轧钢机 减速器齿轮比压一般达到500～1000MPa。
齿轮基础必学知识点
齿轮基础必学知识点
以下是齿轮基础必学的知识点：
1. 齿轮的定义：齿轮是一种用于传递转动的机械元件，它由一组齿数相等、剖面相同的齿排列在轮轴上。
2. 齿轮的作用：齿轮主要用于传递转矩和旋转速度，通过齿轮传动可以改变输入轴和输出轴的转速和转矩。
3. 齿轮的分类：齿轮可以根据齿轮的齿数和齿形来分类，常见的分类包括直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮等。
4. 齿轮的主要参数：齿轮的主要参数包括模数、齿数、齿宽、压力角等。
这些参数对齿轮的传动效果和强度有重要影响。
5. 齿轮的传动比：齿轮传动比是指输入轴和输出轴的转速比，可以通过齿轮的齿数比来计算。
6. 齿轮的啮合问题：齿轮的啮合是指两个齿轮齿面相互接触和传递转动的过程，啮合过程中需要考虑啮合角和啮合系数等问题。
7. 齿轮的设计原则：齿轮的设计需要考虑传动效率、噪音、强度等因素，通常需要满足一定的设计原则和标准。
8. 齿轮的制造工艺：齿轮的制造工艺包括锻造、车削、滚齿等，不同的工艺对齿轮的精度和强度有不同的要求。
9. 齿轮的润滑和维护：齿轮在运动过程中需要适当的润滑和维护，以
保持正常运转和延长使用寿命。
10. 齿轮的应用：齿轮广泛应用于机械传动领域，如汽车、工程机械、船舶等，也用于其他领域如机械工具、钟表等。
齿轮传动的润滑
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。
轮齿啮合面间加注润滑剂，可以避免金属直接接触，减少摩擦损失，还可以散热及防锈蚀。
因此，对齿轮传动进行适当的润滑，可以大为改善齿轮的工作状况，且保持运转正常及预期的寿命。
（一）齿轮传动的润滑方式开式及半开式齿轮传动，或速度较低的闭式齿轮传动，通常用人工周期性加油润滑，所用润滑剂为润滑油或润滑脂。
通用的闭式齿轮传动，其润滑方法根据齿轮的圆周大小而定。
当齿轮的圆周速度v<12m/s时，常将大齿轮的轮齿进入油池中进行浸油润滑（下左图）。
这样，齿轮在传动时，就把润滑油带到啮合的齿面上，同时也将油甩到箱壁上，借以散热。
齿轮浸入油中的深度可视齿轮的圆周速度大小而定，对圆柱齿轮通常不宜超过一个齿高，但一般亦不应小于10mm；对圆锥齿轮应浸入全齿宽，至少应浸入齿宽的一半。
在多级齿轮传动中，可借带油轮将油带到未进入油池内的齿轮的齿面上（下右图）。
油池中的油量多少，取决于齿轮传递功率大小。
对单级传动，每传递1kW的功率，需油量约为0.35～0.7L 。
对于多级传动，需油量按级数成倍地增加。
当齿轮的圆周速度v>12m/s时，应采用喷油润滑(下图)，即由油泵或中心油站以一定的压力供油，借喷嘴将润滑油喷到轮齿的啮合面上。
当v≤25m/s时，喷嘴位于轮齿啮入边或啮出边均可；当v>25m/s时，喷嘴应位于轮齿啮出的一边，以便借润滑油及时冷却刚啮合过的轮齿，同时亦对轮齿进行润滑。
(二)润滑剂的选择齿轮传动常用的润滑剂为润滑油或润滑脂。
所用的润滑油或润滑脂的牌号按表<齿轮传动常用的润滑剂>选取；润滑油的粘度按下表选取。
齿轮传动常用的润滑剂①名称牌号运动粘度υ/(mm/s)(40℃)应用全损耗系统用油（GB443-89）L-AN46L-AN68L-AN10041.4～50.661.2～74.890.0～110.0适用于对润滑油无特殊要求的锭子、轴承、齿轮和其它低负荷机械等部件的润滑工业齿轮油（SY1172-88）6810015022032061.2～74.890～110135～165198～242288～352适用于工业设备齿轮的润滑工业闭式齿轮油(GB/T5903-1995) 6810015022032046061.2～74.890～110135～165198～242288～352414～506适用于煤炭、水泥和冶金等工业部门的大型闭式齿轮传动装置的润滑普通开式齿轮油68 100℃。
齿轮传动机械基础PPT课件
齿轮的制造和安装精度要求较高，否则会影响传动的平稳性和效率。
需要润滑
齿轮传动需要良好的润滑条件，以减少磨损和摩擦热。
齿轮传动的应用
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02
03
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工业领域
齿轮传动广泛应用于各种工业 机械和设备中，如机床、起重
机、矿山机械等。
交通运输领域
汽车、火车、飞机等交通工具 中大量使用齿轮传动来实现动
模数的单位是毫米 （mm）。
03
选择
模数的选择应根据齿轮的 承载能力和制造精度要求 进行。
齿轮的压力角
定义
压力角是齿轮齿形的一个参数，表示齿轮齿形的倾斜程度。压力 角的大小力角的单位是度（°）。
选择
压力角的选择应根据齿轮的传动要求和制造精度要求进行。
齿轮的齿数和齿宽
持心部良好的韧性。
齿轮材料和热处理的选择
根据齿轮的载荷、速度、精度等要求 进行选择。
对于承受轻载、低速或一般精度要求 的齿轮，可以选择较低强度和硬度的 材料和相应的热处理方法，以降低制 造成本。
对于承受重载、高速或高精度要求的 齿轮，应选择高强度、高硬度、高耐 磨性的材料和相应的热处理方法。
在选择材料和热处理方法时，还应考 虑齿轮的工作环境、制造工艺和经济 性等因素。
根据齿轮传动的使用要求，选用合适的润滑油或 润滑脂，并定期更换。
清洁维护
保持齿轮传动装置及其周围环境的清洁，防止杂 物和灰尘进入。
常见故障分析及排除方法
齿轮磨损
齿轮长时间使用后，会出现磨损现象。 解决方法是定期更换齿轮，或对磨损 严重的齿轮进行修复。
油位异常
油位过高或过低都会影响齿轮传动的正 常运转。解决方法是检查油位并调整到 规定范围内，同时检查油路是否畅通。
齿轮传动的润滑
齿轮是汽车、摩托车、工程机械等机械制造行业重要的根底传动元件，在工业开展的历史长河中发挥了十分重要的作用。
他与皮带、摩擦、液压等机械传动相比，具有功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、平安可靠等特点，因此它已成为许多机械产品中不可缺少的传动部件。
齿轮的润滑成为齿轮传动中的重要问题，润滑不仅可以减少摩擦、减轻磨损、还可以起到冷却、防锈、降低噪声、改善齿轮的工作状况，延长齿轮的使用寿命等作用。
所以，齿轮的润滑技术一直是各国学术界和企业界关注和研究的热点所在。
工业齿轮润滑油种类的选择见下表。
工业齿轮润滑油种类的选择条件推荐使用的工业齿轮润滑油齿面接触应力(N/mm )齿轮状况使用工况低载荷v 350 —般齿轮传动抗氧防锈工业齿轮油350〜5001 调质处理、啮合精度等于8级I 每级齿数比i v 8l 最大滑动速度与分度圆圆周速度之比vg/v vI 变位系数x仁x2—般齿轮传动抗氧防锈工业齿轮油变位系数x1 v或〉x2有冲击的齿轮传动中载荷工业齿轮油中载荷500〜7501 调质处理、啮合精度等于或高于8级I Vg/v > 矿井提升机、露天采掘机、水泥磨、化工机械、水利电力机械、冶金矿产机械、船舶海港机械等的齿轮传动中载荷工业齿轮油750~1100渗碳淬火，外表淬火和热处理硬度58-62HRC重载荷> 1100冶金轧钢、井下采掘、高温有冲击、含水部位的齿轮传动等重载荷工业齿轮油一、闭式齿轮传动润滑的特点和作用1. 齿轮润滑的特点1) 与滑动轴承相比，多数齿轮的齿廓曲率半径小，一般为几十毫米，因此形成油楔的条件差。
2) 齿轮的轮面接触应力非常高，一些重载机械如水泥磨机、起重机、卷扬机和轧钢机减速器齿轮齿面接触应力可达400〜1000MPa。
3) 齿面间既有滚动又有滑动，而且滑动的方向和速度变化急剧。
4) 润滑是连续性的，每次啮合都需重新形成油膜，形成油膜的条件较差。
2. 齿轮传动的润滑方式闭式齿轮传动的润滑方式有浸油润滑和喷油润滑两种，一般根据齿轮的圆周速度确定采用那种方式。
齿轮的润滑
第十五节齿轮传动的润滑
一、齿轮油浴润滑的油面高度。
油润滑必须经常检查，使油面保持在规定的范围内，油面高度见表一
二、齿轮箱的极限温度
表一
三、齿轮润滑油质的选择
参见表一、表一、表一、表一、表一、表一、表一、表一。
表一润滑油种类选择推荐表
表一直斜齿轮、锥齿轮的推荐粘度雷氏秒（°）
表一根据工作条件推荐粘度
表一开式齿轮传动的润滑油粘度
闭式工业齿轮润滑用油表（供参考）
闭式工业齿轮润滑用油表
表1—33渐开线齿轮减速器（连续运行）润滑选用表
表注：
（1）多极减速机可按各级速度的平均值选用；或者按最重要一级速度选用。
（2）当一对齿轮齿面硬度不同时，可按最低硬度选用。
（3）对于具有冲击负荷的齿轮副，可选用比按表查得牌号高一档的油，圆弧齿轮减速机可选用比按表查得的高一档的油，如果有冲击负荷时，可提高两档选用。
所有齿轮传动用油（蜗轮、双曲线齿轮除外）的推荐粘度，厘施（5°C）
表
表注：（1）在高—中负荷用极压齿轮油时，粘度是极压齿轮油的粘度。
（2）3600转/分或圆周速度为20米/秒以上，根据条件采用再高一等或低
（3）运转中如果温度超过5°C以上，要用的粘度。
齿轮基础知识
参数，其中 m、a、ha*、c* 均为标准值。
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二、渐开线齿轮
4、渐开线齿轮的啮合原理
1）渐开线齿廓啮合的基本定律： 根据渐开线的特性，一对渐开线齿廓不论何 处啮合，两齿轮的传动比恒定不变。
即：i12 =ω1/ω2 =O2P/O1P=r2/r1
ha ha*m
hf ha* c* m
齿顶高系数，国标规定，正常齿制 ha* 1 ,短齿制 ha* 0.8 ；
顶隙系数，国标规定，正常齿制 c* 0.25,短齿制 c* 0.3。
——短齿制齿轮主要用于汽车、坦克、拖拉机、电力机车等。 （4）齿数:z 最小齿数： Zmin = 2h*a / sin2α ,避免跟切现象。
英制齿轮型号 欧美等国主要采用的英制齿轮（径节齿轮），是指每一英寸分度圆直径
上的齿数，该值越大齿越小。径节 DP=z/D (z —齿数，D—分度圆直径，英 寸)，以径节DP单位为 (1/in)。它与公制的换算关系为 m=25.4/DP。
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一、齿轮概述
5、齿轮的优缺点
1）优点： – 效率高，是机械传动最高的一种，效率 可达99% – 结构紧凑 – 工作可靠，使用寿命长 – 传动比恒定
精度标注示例：
8－8－7－FL
ⅠⅡⅢ
若3项精度相同，则记为： 8－FL
齿厚下偏差代号 齿厚上偏差代号
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三、齿轮精度与测量
2、常见机械中齿轮精度
机械名称 汽轮机 金属切削机床 轻型汽车 载重汽车 拖拉机
精度等级 3～6 3～8 5～8 7～9 6～8
机械名称 通用减震器 锻压机床
起重机 矿山卷扬机 农业机械
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。
润滑基础知识培训课件
润滑基础知识培训课件目录一、润滑基础理论 (2)1.1 润滑油的作用与分类 (3)1.2 润滑油的性能指标 (4)1.3 润滑系统的组成与功能 (6)二、润滑材料与选择 (7)2.1 常用润滑油脂的种类与特性 (8)2.2 润滑油脂的选择原则与方法 (10)2.3 不同工况下的润滑材料选择 (11)三、润滑装置与维护 (12)3.1 润滑装置的类型与选用 (14)3.2 润滑装置的日常维护与保养 (15)3.3 润滑装置的故障诊断与排除 (15)四、润滑油品的监测与质量控制 (17)4.1 润滑油品的常规检测项目 (18)4.2 润滑油品的质量控制标准 (18)4.3 润滑油品的替代与升级 (20)五、润滑管理与安全 (22)5.1 润滑油品的管理制度与流程 (23)5.2 润滑系统的安全操作与维护 (24)5.3 润滑事故的处理与预防 (25)六、案例分析 (27)6.1 润滑系统故障案例分析 (29)6.2 润滑油品选用与使用案例分析 (30)6.3 润滑管理与安全案例分析 (31)一、润滑基础理论润滑概述：润滑是机械设备中不可或缺的一环，旨在减少摩擦、降低磨损、防止损坏和提高设备性能。
良好的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。
润滑原理：润滑原理主要包括液体润滑、边界润滑和干摩擦润滑。
液体润滑是通过润滑油膜将相对运动件之间完全隔开，减小摩擦和磨损；边界润滑则是润滑油在摩擦表面形成边界膜，起到润滑作用；干摩擦润滑则是在特定条件下，如高温或高负荷，无法形成有效的润滑油膜，需要通过其他方式如固体润滑材料来减小摩擦。
润滑油的作用：润滑油在机械设备中扮演着多重角色。
它起到润滑作用，减少运动部件之间的摩擦和磨损；同时，还能起到冷却、降温作用，通过油的循环流动将摩擦产生的热量带走；此外，润滑油还能起到密封、防锈和清洁等作用。
润滑剂的种类与选择：根据机械设备的运行要求和工作环境，选择合适的润滑剂至关重要。
齿轮箱润滑回路相关知识讲解
⑷温控阀在油温达到45℃开启，50℃时全开，在此切换过程中，油将同时在直 通齿轮箱的管路和通往散热器的管路中过流，并随着切换过程2路流量大小有 变化，但总流量不变。
三、润滑系统的日常维护
1.润滑电机泵的控制 （单速泵）
启动温度：油池温度≥5℃方可运 行电机泵 关闭温度：油池温度≤ 0℃方可运 行电机泵
2.检查箱体内油位是 否合格
3.检查机械泵进油阀是否打开
关 闭 状 态
4.检查电机泵进油阀是否 打开
5.检查外部油管接头 是否漏油
6.检查润滑软管接 头有无松动、漏 油现象
4.温控阀结构和工作原理
弹簧
温控阀盖 去齿轮箱油口
阀体 活塞体
活塞杆
去散热器油口
⑴ 依靠密封在活塞内的空气，受热膨胀推动活塞的反作用力，以及弹簧的弹 力，共同作用于阀体，使之移动，达到切换油路的目的。
⑵ 当油温过高，密封的空气受热膨胀时，推动活塞上移，由于活塞顶在温控 阀盖上无法移动，迫使阀体在活塞的反作用力下，克服弹簧的阻力，推动阀 体下移，从而断开直通油路，接通油冷却通道，高温润滑油进入散热器进行 冷却后，再进入齿轮箱。
一、齿轮箱润滑系统
（一）润滑系统的基本原理
润滑系统一般采用齿轮泵（有的齿轮箱会配有机械泵）从齿轮箱内 部吸油，齿轮泵由电动机驱动，齿轮泵泵出的润滑油经过滤器过滤后分 两路，一路（当油温≤40℃时）直接进入分配器，一路经过风冷油换热 器（有的齿轮箱装有水冷换热器）后再进入分配器，当油温至55℃时， 润滑油完全经过风冷换热器换热后进入分配器。 这样润滑油不停地循 环、冷却，不断地带走齿轮箱发出的热量，维持油温不超过80℃。润滑 系统和齿轮箱上装有温度传感器、压力传感器、压力开关、压力表等， 用来监测齿轮箱的运行，如果系统不能稳定运行，上述元件中的某个会 输出不正常的信号，提示系统有异常。
齿轮传动的润滑资料
一、概述
运动副之中存在摩擦，从有齿轮传动的时候起，古人就知道用动物脂肪来解决 这个问题。但是在一个相当长的历史时期，摩擦、磨损和润滑的问题还没有系统化， 科学化。人们在设计齿轮传动的时候，往往不考虑润滑油。而是在使用齿轮的时候 才从维护设备的角度出发，选择润滑剂来润滑齿轮。因此，这种选油带有很大的盲 目性。选错油、用错油的例子屡见不鲜。一直到了20世纪60年代，摩擦、磨损和润 滑归纳、提升成为一门新兴的学科——摩擦学。从摩擦学的观点来看，润滑剂也是 一种零件，相对于一般机械零件来说，它是柔性的。因此，进行齿轮传动设计的时 候，就应该包括对齿轮润滑剂的设计。这是一种新的观点，是齿轮传动设计的创新。 随着齿轮装置朝着大功率、高性能、小体积的方向发展，导致齿面负荷增大，散热 空间减小。为了使齿轮装置达到预期的设计性能，延长寿命，齿轮的润滑就显得更 加重要。
2008年全国齿轮传动润滑技术培训及研讨会资料
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
齿轮基础知识大全
齿轮基础知识大全目录1. 内容简述 (3)1.1 齿轮简介 (3)1.2 齿轮的重要性 (4)1.3 齿轮应用领域 (5)2. 齿轮基础原理 (6)2.1 齿轮咬合原理 (7)2.2 齿轮传动的特点 (8)2.3 齿轮传动的分类 (9)3. 齿轮材料 (10)3.1 材料选择依据 (11)3.2 常见齿轮材料 (12)3.3 材料性能特点 (13)4. 齿轮设计与制造 (14)4.1 齿轮设计过程 (16)4.2 齿轮加工技术 (17)4.3 齿轮热处理工艺 (19)5. 齿轮精度与检测 (20)5.1 齿轮精度要求 (22)5.2 齿轮检测方法 (23)5.3 齿轮误差分析 (24)6. 齿轮失效分析 (25)6.1 齿轮常见失效形式 (27)6.2 失效原因分析 (28)6.3 失效预防措施 (29)7. 齿轮传动系统 (31)7.1 齿轮传动系统组成 (32)7.2 齿轮传动系统设计 (32)7.3 齿轮传动系统优化 (34)8. 齿轮润滑与维护 (35)8.1 齿轮润滑原理 (36)8.2 润滑油选择与管理 (38)8.3 齿轮维护与保养 (39)9. 特殊齿轮 (41)9.1 蜗轮蜗杆 (42)9.2 行星齿轮 (43)9.3 斜齿轮和园弧齿轮 (45)10. 实践案例分析 (46)10.1 齿轮应用案例 (48)10.2 故障诊断案例 (48)10.3 设计优化案例 (49)11. 未来趋势 (51)11.1 计算机辅助设计 (52)11.2 数字控制加工 (53)11.3 节能与绿色制造 (54)1. 内容简述将对齿轮的分类进行详细介绍，包括按齿形、齿数、传动方式等进行分类的方法。
阐述齿轮的基本原理，如啮合原理、传动原理等，帮助读者理解齿轮的工作机制。
本文档还将介绍齿轮的设计方法，包括设计准则、步骤和注意事项等，以培养读者的设计能力和实践经验。
介绍齿轮的制造工艺，如切削加工、热处理等，以及各种工艺的优缺点和适用范围。
齿轮传动的润滑和冷却
齿轮传动的润滑和冷却1. 引言齿轮传动是一种常见的机械传动方式，广泛应用于各行各业。
在齿轮传动过程中，润滑和冷却是非常重要的因素，对传动效率和寿命的影响不可忽视。
本文将重点介绍齿轮传动的润滑和冷却机制，以及常用的润滑和冷却方法。
2. 齿轮润滑齿轮传动中的润滑主要目的是减少运动件的磨损和摩擦，提高传动效率。
常见的齿轮润滑方式有以下几种：2.1. 润滑油润滑油是最常见的齿轮润滑介质。
润滑油根据其黏度可以分为不同级别，根据工作条件和要求选用合适的润滑油是必要的。
润滑油可以形成润滑膜，降低齿轮表面的摩擦和磨损，从而提高传动效率和使用寿命。
2.2. 固体润滑剂固体润滑剂常用于高温或特殊工况下的齿轮润滑。
常见的固体润滑剂有石墨、二硫化钼等。
固体润滑剂可以填充齿轮间隙，减少金属表面的直接接触，有效降低摩擦系数和磨损。
2.3. 润滑脂润滑脂是一种黏稠的润滑介质，常用于密封和低速运动的齿轮传动。
润滑脂具有较高的黏附性和抗冲击性，可以在运动过程中形成一层持久的润滑膜，保持齿轮的良好润滑状态。
3. 齿轮冷却齿轮传动的高速运动过程中会产生大量的摩擦热量，如果不能及时散热，会导致齿轮温度过高，影响传动效率和寿命。
因此，齿轮传动中的冷却是非常重要的。
3.1. 冷却油冷却油是常用的齿轮冷却介质。
通过循环泵将冷却油引入齿轮箱内部，通过传热和对流散热的方式将热量带走。
冷却油要保持清洁和良好的循环，以确保散热效果。
3.2. 水冷却在某些高速高温情况下，常用水冷却方式来散热。
通过将冷却水引入齿轮传动部分，利用水的高传热能力，将齿轮的热量带走。
水冷却具有高效快速的特点，但需要注意防止水腐蚀和泄漏等问题。
3.3. 风冷却风冷却是将齿轮传动部分暴露在气流中，通过气流的对流散热来降低温度。
风冷却适用于一些小型齿轮传动或受限空间中的冷却需求。
4. 结论齿轮传动的润滑和冷却对于传动效率和寿命有着重要的影响。
合理选择润滑方式和冷却方法，可以有效地减少齿轮的磨损和摩擦，延长使用寿命。
齿轮基础知识
四、齿轮加工
1、齿轮材料
齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高 的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧 。 45钢 锻钢 中碳合金钢 最常用，经济、货源充足 35SiMn、40MnB、40Cr等 20Cr、20CrMnTi等
金属 材料 非金属 材料
低碳合金钢 铸钢
铸铁
ZG310-570、ZG340-640等
长计。齿侧间隙是齿轮设计的重要参数之
一，直接影响齿轮啮合的噪音。 微车的齿侧间隙为0.1mm~0.12mm 齿侧间隙越大，运行时冲击震动越大， 所以噪音大； 轿车的齿侧间隙为0.06~0.08mm 齿侧间隙越小，齿面摩擦挤压的几率更 大，所以有啸叫声。 ——齿侧间隙的大小取决于齿厚和齿轮副中心距大小。
：内径 利用螺旋副原理，通过旋转塔形阿基米德螺旋体或移动锥体使三个测 量爪作径向位移，使其与被测内孔接触，对内孔尺寸进行读数的内径千 分尺。
三爪内测千分尺
三、齿轮精度与测量
4、齿轮精度测量
：模数m
齿轮千分尺测量模数m
三、齿轮精度与测量
4、齿轮精度测量
：圆柱度测量仪
1、精度： 分辨率0.03um 转台回转精度≤0.04um 立柱平行度精度＜1um/500mm 2、测量原理及功能 圆度仪是以精密回转中心线为回转测 量基准，精密直线导轨为直线测量基准， 通过位于直线运动导轨上的位移传感器， 测量圆柱体表面若干截面在不同转角位置 上的实际轮廓至回转中心线半径的变化量。 3、作用： 可测量圆度、柱度、同轴度同心度、直 线度、平行度、垂直度、跳动等参数。
公差组可取不同等级。
8－8－7－FL 精度标注示例：
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
齿厚下偏差代号L
齿轮及其润滑基本知识
齿轮及其润滑基本知识一、齿轮的功用及类型齿轮的传动是机械装备的重要组成部分，具有传递动力、变速换向功用。
齿轮的类型：按齿轮传动轴线的相互位置可分为三类——平行轴线传动、相交轴线传动和交错轴线传动。
平行轴线传动的齿轮有直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿圆柱齿轮。
相交轴线传动齿轮有直齿圆锥齿轮、斜齿圆锥齿轮、螺旋齿圆锥齿轮。
交错轴线传动齿轮有双曲线齿轮、蜗轮传动齿轮、螺旋齿圆柱齿轮。
二、齿轮的工作特点（一）齿轮的接触型式及摩擦特点：（见表）不同类型的齿轮有着不同的工作特性，如：正齿轮传动时，齿面接触线是一条与轴线平行的直线，其轮齿的啮合是沿整个齿宽同时接触，或同时分开，所以容易引起冲击和噪音。
为了克服这种缺点，产生了斜齿、螺旋齿、曲齿、圆锥曲齿、双曲线齿等传动以达到传动平稳、减少冲击和噪音等目的。
同时这些齿轮在啮合区内，接触线的总长要比直齿轮长，且在同一时间内，有几个齿同时啮合，啮合的部分比直齿多，从而使齿面上的比压降低，提高了齿轮传动的承载能力，增长了使用寿命。
（三）齿轮的工作条件随着现代工业的高速发展，特种、重型、高速、强载设备的出现，齿轮的传动条件越加苛刻，特别是汽车工业、航空工业等表现突出，其他一般工业齿轮装置的减速箱、传动箱工作条件较为缓和。
总之齿轮在不同运转工作条件下，齿轮的齿面啮合压力、齿轮的圆周速度以及在工作时油的温度等有较大的差异，其齿面啮合承载的压力为0.8〜4Gpa,齿轮的圆周速度为5〜100m/s，其工作运转时的油温在40〜200 E之间。
三、齿轮的损坏状况（一）齿轮损坏的形式齿轮损坏的形式可分为四种类型：黏着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、和腐蚀磨损。
以上四种类型的磨损表现在不同的工作条件下（扭矩及速度等）（二）损坏的主要原因当摩擦副在运转过程中，其一是润滑油因粘度小，速度太低，负荷太大，不能建立油膜；其二是圆周速度过大，负荷过重，产生滑动滚动、润滑油的质量等级差，粘度不合适、缺油等造成的不同程度黏着磨损；其三是润滑系统内混进外部的尘埃等微粒以及内部磨屑、胶质等杂质造成微粒磨损；其四，在周期循环接触应力的反复作用下，使齿轮产生疲劳磨损，使表面材料产生点蚀、剥落以及断裂；其五，润滑系统内混进水、金属微粒、化学污染物、以及润滑油的化学作用和氧的参予下等造成腐蚀磨损等。
1、齿轮传动的基本知识(2024版)
二、斜齿轮的基本参数
计算斜齿轮端面参数与尺寸：
1.齿距：Pt mt Pn mn
在△DFE中 Pn Pt cos
见图11-22
2.模数 ： mn mt cos
二、斜齿轮的基本参数
3.压力角 ：
tgat
AB BB'
,
tga
n
AC CC'
AC AB cos
∵BB’=CC’
tga n
AC CC'
二、正确啮合的条件
保证前后两对轮齿有可能同时在啮
合线上相切接触。一对齿轮连续顺ຫໍສະໝຸດ 利地传动，需要各对轮齿依次正确
啮合而互不干扰。如图所示，B1B2
是啮合线的实际长度，若每对齿轮
的基圆齿距都不相等，则必会出现
齿廓的局部重叠或过大间隙，即发
生卡死（pb1<pb2）或冲击（ pb1 >
pb2 ）的现象。因此，为保证齿轮的
=
—co—sa— cosa'
a'
r2'
② ∵ rb1 + rb2 = r1cosa + r2cosa
r1'cosa' + r2'cosa'
∴ a'cosa' = a cosa
r O1 b1 a'
P
rb2
O2
分度圆、节圆、 压力角、啮合角
5.齿轮与齿条啮合传动
分度圆与节线相切
特点 啮合线切于齿轮基圆并垂直于齿条齿廓 标准安装或非标准安装 d = d a = a
高级制齿工
齿轮技术基础
齿轮传动的基本知识（部分）
概述
• 齿轮是大家都十分熟悉的一个名词，对于齿 轮的形状，我们大家并不陌生，同时也知道 几乎所有的机器上都有齿轮的应用。但是， 对于各种各样的齿轮各有什么特点，为什么 应用的这么广泛，我们如何才能对其进行科 学的分类等等，我们也许不太清楚，或者说 不能用科学的语言对其进行描述。那么这一 节中我们就要来了解这些内容，这些内容也 是我们对齿轮进行进一步讨论所必须的。
机械设计基础-10. 10齿轮传动的润滑
第十一节齿轮传动的润滑一、齿轮传动润滑的目的齿轮传动时，相啮合的齿面间有相对滑动，因此就会产生摩擦和磨损，增加动力消耗，降低传动效率。
对齿轮传动进行润滑，就是为了避免金属直接接触，减少摩擦磨损，同时还可以起到散热和防锈蚀的目的。
二、齿轮传动的润滑方式开式及半开式齿轮传动或速度较低的闭式齿轮传动，通常采用人工周期性加油润滑。
通用的闭式齿轮传动，常采用浸油润滑和喷油润滑。
当齿轮的圆周速度v<12m/s时，常将大齿轮的轮齿进入油池中进行浸油润滑。
齿轮浸入油中的深度可视齿轮的圆周速度大小而定，对圆柱齿轮通常不宜超过一个齿高，但一般亦不应小于10mm；对圆锥齿轮应浸入全齿宽，至少应浸入齿宽的一半。
在多级齿轮传动中，可借带油轮将油带到未进入油池内的齿轮的齿面上。
当齿轮的圆周速度v>12m/s时，应采用喷油润滑，即由油泵或中心油站以一定的压力供油，借喷嘴将润滑油喷到轮齿的啮合面上。
当v≤25m/s，喷嘴位于轮齿啮入边或啮出边均可；当v>25m/s时，喷嘴应位于轮齿啮出的一边，以便借润滑油及时冷却刚啮合过的轮齿，同时亦对轮齿进行润滑。
润滑剂的选择：齿轮传动常用的润滑剂为润滑油或润滑脂。
选用时，应根据齿轮的工作情况（转速高低、载荷大小、环境温度等），选择润滑剂的粘度、牌号。
作业1．常见的齿轮失效有哪些形式？2. 齿轮强度设计准则是根据什么确定的？有哪些准则？3. 通常软齿面与硬齿面的硬度界限是如何划分的?4. 在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K?载荷系数K由哪几部分组成?5. 为什么齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上? 为什么?6. P233 题10-57：P234 题10-68：两级斜齿圆柱齿轮减速器，其布置方式如图，问：1）低速级斜齿轮的螺旋方向如何选才能使中间轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力方向相反？（在图上画出）2）低速级小齿轮β2应取多大值，才能使中间轴Ⅱ上轴向力相互抵消？9：P233 题10-110：图示为直齿锥齿轮一斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮1主动，转向如图示。
2- 润滑基础知识
190-500
50-140
硅油
PFPE油
合成油的优点：高温下保持较高粘度
润滑油的性能指标－闪点和燃点
润滑油如果被加热,可能会形成类似焦炭的残渣.这会损坏被润滑的设备. 定义,润滑油经过碳化后,润滑油中的残渣的质量比(/100g润滑油),体现润滑油 的积碳倾向. 润滑油的精炼度越高,粘度越低,越抗老化(抗氧化),它的积碳倾向就越低. 高温润滑油使用时的参考指标之一.
硬脂酸
+ 氢氧化锂
=
简单皂
生成的简单皂也被称为锂基简单皂。 由锂基简单皂和矿物油（基础油）组成的润滑脂被作为标准润滑脂广泛使用。
增稠剂的分类-金属复合皂脂
复合皂的生产也相对复杂，需要更长的时间，且需要很多深层的技术诀窍。生产复杂皂脂 ，一种碱要和两种不同的脂肪酸进行反应。
硬脂酸
苯甲酸
+ 氢氧化铝
= 复合皂
Four-ball test 四球试验
实验条件： 试验持续时间 : 60 s 或 60 min
结果： 测量焊接压力，或非焊接压力下的磨痕直径． 以评判抗磨损和耐极压添加剂的性能．
速度: 1450 rpm 或其它不同速度
载荷: 57 个载荷级别，仍150N 到 12000 N.
润滑脂
海绵的特点：
1、我们需要使用的是海绵体中吸附的物质： 水、清洁剂等。而不是海绵本身！ 2、海绵的作用是运输和存储这些物质； 3、在需要的时候释放这些物质； 4、释放和在吸纳是可逆的； 5、海绵反复使用后会老化，其吸纳能力会 减弱；
边界润滑 摩擦体表面接触紧密，只覆盖着一层薄润滑膜。磨损高到不可接受。
润滑基础－Stribeck曲線
G
M
F
M G= = 混合摩擦 邊界摩擦 F = 液體摩擦 摩擦系數(µ)
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直齿轮斜齿轮人Fra bibliotek齿轮直齿轮的几种变化
内齿 轮
齿轮和 齿条
双曲面和准双曲面齿轮
双曲面齿轮
准双曲面齿轮
蜗轮传动
开式齿轮
开式和闭式齿轮
当需要许多速度或扭矩变换，或旋转轴间的距离较远
时，可采用齿轮装置或齿轮系。它能够产生所需的输出
，
。
齿轮系可被分为开式齿轮和闭式齿轮。
开式齿轮用于不适于采用闭式齿轮箱的场合，一般是
重载低速运行的齿轮，油膜非常薄，因此轮齿 发生非常多的金属-金属接触。 润滑效率取决于：
润滑剂的化学性质 表面层间的相互作用
弹性流体润滑
变形的表面 油膜
油膜截面
≈0.8H
润滑油膜 的理论压 力分布
弹性流体润滑
许多齿轮中存在的润滑状态既不是流体润滑，也不是 边界润滑，这是已经确认了的。 轮齿的非常小的区域内承受巨大的接触压力（可能大 到30 KBar ）,但是仍可被极薄的油膜有效润滑。 高压引起表面弹性变形，将载荷分散到更宽的区域。 润滑剂的粘度随压力增长很快，从而增强其承载能力 。
cSt ------------<24.0 <41.0 ----
SAE粘度等级-车用齿轮油
车用齿轮油可根据SAE（汽车工程师协会）提出的系统 分类。 规定了七个等级，每个对应一定范围的粘度。 SAE 70W，75W，80W，85W是基于低温下测量的粘度， 后缀W表示该油品适于冬天使用。 SAE 90，140，250 是基于100C测量的粘度。 一些齿轮油满足两个SAE粘度等级的要求，被称为多级 油。
ISO粘度等级
中心值
3.2 4.6 6.8 10 15 22 32 46 68 100 150 200 320 460 680 1000 1500
最低
2.88 4.14 6.12 10.01 13.50 19.80 28.80 41.40 61.20 90 135 198 288 414 612 900 1350
流体润滑
在流体或厚膜润滑条件下，轻载高速运行的齿轮可以 有效润滑。 当齿轮旋转时，润滑剂粘附在轮齿表面，被拖拉进轮 齿间的区域，形成润滑油楔。 当润滑剂被带进油楔中越来越窄的空间中时，应力升 高直到将轮齿分开。 流体润滑的效率取决于：
粘度、温度、载荷和速度
边界润滑
油膜厚度同表面粗燥度相近
边界润滑
Gears transmitting motion between non-intersecting shafts
Spur gears Helical gears Double helical gears
Plain bevel gears Spiral bevel gears
Crossed helical gears Hypoid gears Worm gears
简单的分类
•齿轮的类型只有简单几种，但可采用许多不同的方式 用于各种场合。 •根据不同方式可对齿轮进行分类。传统的分类方法是 根据传递运动的方向，划分为下述三种类型：
•在平行轴间传递运动：直齿轮、斜齿轮和人字齿轮 •在相交轴间传递运动：直锥齿轮和螺旋伞齿轮 •在不相交轴间传递运动：交错轴斜齿轮，双曲线齿轮，蜗 轮齿
车辆齿轮油SAE 粘度分类
SAE 粘度 级别
70W 75W 80W 85W 90 140 250
粘度为
150,000 cP, 的最高温
度℃
-55 - 40 - 26 - 12 ----------------
粘度 最低 cSt
4.1 4.1 7.0 11.0 13.5 24.0 41.0
@ 100 ℃ 最高
最高
3.52 5.06 7.48 11.00 16.50 24.20 35.20 50.60 74.80 110 165 242 352 506 748 1100 1650
粘度等级-工业齿轮油
根据ISO（国际标准化组织）的规定，工业 齿轮油可根据粘度等级分类。 系统中的每一等级用来表示动力粘度的一定 范围（单位：cSt 厘池），以参考温度40℃粘 度标出其值。 任 一 等 级 的 中 点 粘 度 值 大 约 比 前 一 等 级 大 50%。
齿轮润滑剂的重要性能
齿轮润滑剂发挥其作用的能力取决于其基本性能：
粘度 粘度指数 抗磨和极压性能 抗氧化性能
抗腐蚀性能 抗泡性 破乳性
以上部分性能是基础油的内在特性；另一些通过 使用合适的添加剂来加强。
粘度
齿轮润滑剂最重要的性能是粘度。 粘度必须足够高以在所有工作条件下轮齿间保持合适 的润滑油膜。 但是，粘度不是越高越好：
增强了摩擦作用，增加能量消耗； 不能有效冷却； 容易过热氧化； 易起泡，分水性差（乳化），难以过滤，杂质 不易分出。
粘度
可满足齿轮润滑剂的苛刻粘度要求的油品是： 粘度尽量薄，不易变化；能保证有效润滑，并有 一定安全余度。
分类号
3 5 7 10 15 22 32 46 68 100 150 220 320 460 680 1000 1500
齿轮润滑剂的作用（2 ）
齿轮润滑剂的其它作用有：
冷却---作为冷却剂带走轮齿彼此滚动和滑动时产生 的热量，这在闭式齿轮中特别重要，大量的油用于此 目的。 保护--- 必须防止齿轮被腐蚀。 保持清洁---润滑剂应该带走碎屑，这些碎屑是齿轮 啮合中形成的或从环境中偶然引入的。
轮齿间油楔的形成
流体润滑，油膜厚度远远大于表面粗糙度
矿山、采石场和造船厂等场合的大型机器，常在室外操
作。
闭式齿轮
齿轮机构
齿轮润滑剂的作用
齿轮润滑剂的作用（1 ）
齿轮润滑剂具有几个作用，当然最重要的是润滑，虽 然这仅需少量润滑剂。 齿轮在传递能量时，在某些时刻轮齿上的应力集中在 非常小的区域，该区域上作用的力很大。如果轮齿直接 接触，摩擦和磨损作用会很快使齿轮损坏。 润滑油的主要作用是减少摩擦，从而减少磨损。通过 在工作面间形成薄液体膜，保持工作面不直接接触。
齿轮及齿轮润滑基础
主要内容
• 齿轮的类型 • 齿轮润滑剂的作用及性能 • 齿轮润滑剂的选择 • 齿轮润滑剂的使用
齿轮类型
Gears transmitting motion between parallel shafts
Gear
Gears transmitting motion between intersecting shafts