齿轮箱润滑流量计算
减速器的润滑
减速器的润滑减速器传动零件和轴承都需要良好的润滑，其目的是为了减少摩擦、磨损，提高效率，防锈、冷却和散热。
一、传动零件的润滑绝大多数减速器传动零件都采用油润滑，其润滑方式多采用浸油润滑，对于高速传动则采用压力喷油润滑。
由于高速级齿轮圆周速度v=πd1n1/60×1000=π×37.5×1445/60×1000=2.84(m/s)≤12（m/s）所以采用浸油润滑。
箱体内应有足够的润滑油，以保证润滑及散热的需要，为了避免大齿轮回转时将油池底部的沉积物搅起，大齿轮齿顶圆到油池底面的距离应大于30～50mm。
为保证传动零件充分润滑且避免搅油损失过大，传动零件应有合适的浸油深度，二级圆柱齿轮减速器传动零件浸油深度推荐值如下：高速级大齿轮，约为0.7个齿高，但不小于10mm。
低速级大齿轮，约为1个齿高～（1/6～1/3）个齿轮半径。
二、滚动轴承的润滑减速器中的滚动轴承可以采用油润滑或脂润滑。
当浸油齿轮的圆周速度v＜2m/s时，齿轮不能有效地把油飞溅到箱壁上，因此滚动轴承通常采用脂润滑，当浸油齿轮的圆周速度v＞2m/s时，齿轮能将较多的油飞溅到箱壁上，此时滚动轴承通常采用油润滑，也可以采用脂润滑。
减速器的密封密封件是减速器中应用最广的零部件之一，为防止减速器内的润滑剂泄出，防止灰尘、切削微粒及其他杂物和水分侵入，减速器中的轴承等其他传动部件、减速器箱体等都必须进行必要的密封，以保持良好的润滑条件和工作环境，使减速器达到预期的寿命。
一、轴伸出端的密封轴承的密封装置，一般分为非接触式和接触式两类，由于粗羊毛毡圈适用的圆周速度≤3m/s，所以轴承伸出端选粗羊毛毡圈。
二、箱体结合面密封箱盖与箱座的密封常用在箱盖与箱座的接合面上涂上密封胶和水玻璃的方法实现，为了提高接合面的密封性，可在箱座接合面上开油沟，使渗入接合面之间的润滑油重新流回箱体内部。
为了保证箱体座孔与轴承的配合，接合面上严禁加垫片密封。
齿轮箱润滑流量计算
齿轮箱润滑流量计算摘要：本文通过一个工程实例介绍齿轮箱循环式稀油润滑系统的设计原理及计算方法。
关键词：齿轮箱稀油循环润滑系统设计原理计算方法齿轮箱的制造质量是保证齿轮长期正常工作的必要条件，但齿轮润滑油的循环系统对齿轮寿命的影响也是很大的，如果齿轮的润滑流量不足，会造成齿轮齿面的粘着破坏，缩短齿轮的寿命，如润滑流量设计过大则会造成投资的增加、运行成本的增加。
所以选择一个合理的润滑流量对齿轮箱的设计是十分重要的。
齿轮的润滑方式是采用油浴润滑方式还是采用喷淋润滑，取决于齿轮外沿的圆周切线速度。
当圆周切线速度大于15m/s时，采用喷淋润滑方式；如圆周切线速度小于15m/s ，原则上可采用油浴润滑方式，但要进行热平衡校验，如果齿轮箱外形很紧凑，散热面积小，要采用喷淋润滑方式。
所以齿轮箱润滑方式的确定，要视润滑油液是否达到热平衡。
齿轮箱喷淋润滑方式的流量计算是十分重要的，本文介绍一种大型齿轮箱的工程计算方法，供工程设计人员参考：根据比热容的计算公式，经过单位变换可得出下式：K ×P FQ = ——————l/minC ×ΔT式中：Q——润滑流量K——系数；C——润滑油的比热容；ΔT——温差；P F——功率损失；kW例：某冶金企业减速机，电机额定功率为5000KW，电机的过载系数为2.5倍，负载曲线见附图，齿轮为单级齿轮硬齿面人字形齿，加工精度为6级，机械效率0.99（不含轴承的机械效率），润滑油的密度取值0.85, 润滑油的比热容为1.88，并假设润滑油的流量为均匀连续介质。
试计算齿轮齿面的润滑流量。
1、计算发热功率：根据减速箱的负载功率曲线，可按算术平均功率计算公式计算该减速箱的平均功率。
P1×T1+P2×T2P平均= ——————∑T9200×16+800×40代入数值得P平均= ————————= 3200 kW56考虑齿轮箱的效率为0.99，齿轮箱输入轴的实际功率为P=P平均/ ０.99 = 3232 kW 假设齿轮的功率损失全部转化为热量，则发热功率为P F =32 kW2、计算润滑流量：K ×P根据Q = ——————l/minC×ΔT式中：润滑油的比热容C= 1.88润滑油的密度0.85设允许的润滑油温差ΔT= 10℃可将上式简化为Q=3.75×P F = 3.75×32= 120 l/min润滑油流量的最终确定与润滑油的喷射方式有着密切的关系，润滑油的喷射方式有两种；低压（采用钢管头打扁）喷射和高压（加阻尼和喷嘴）喷射，一般说来，采用低压喷射方式时流量取大值，采用高压喷射方式时流量取小值。
液压常用计算公式-液压泵
液压常用计算公式1、齿轮泵流量（L /min ）:q。
Vn Vn 。
1000，q1000说明：V 为泵排量（ml/r ） ； n 为转速（r/min ） ； q o 为理论流量（L/min ）； q 为实际流量（L/min ）2、 齿轮泵输入功率（kW ）：P 辽i60000说明：T 为扭矩（N.m ）； n 为转速（r/min ） 3、 齿轮泵输出功率（kW ）：P o说明：p 为输出压力（MP a ）；pq _p_q60 612p '为输出压力（kgf/cm 2）； q 为实际流量（L/min ） 4、齿轮泵容积效率（% :说明：q 为实际流量（L/min ）； 2 100q oq o 为理论流量（L /min ）5、齿轮泵机械效率（％：10^ 100 2 Tn说p 为输出压力（MP a ）; q 为实际流量（L/min ）； T 为扭矩m（N.m ）； n 为转速（r/min ）6、齿轮泵总效率（% :说明： V 为齿轮泵容积效率（% ； m 为齿轮泵机械效率（% 7、齿轮马达扭矩（N.m ）：T P qT T2 ， t（ml/r ）；T t 为马达的理论扭矩（N.m ）; T 为马达的实际输出扭矩（N.m ）;m为马达的机械效率（%8齿轮马达的转速（r / min ）:Q— Vq说明：Q 为马达的输入流量（ml/min ）； q 为马达排量（ml/r ）； V为马达的容积效率（%11、液压缸速度（m. min ）:Q V 10A说明：Q 为流量（L min ）；A 为液压缸面积（cm 2）说明：P 为马达的输入压力与输出压力差（MP a ） ； q 为马达排量9、齿轮马达的输出功率（ kW )：说明：n 为马达的实际转速 10、液压缸面积（cm 2）:2 nT P60 103（r / min ）； T 为马达的实际输出扭矩（N.m ） D 2A -4说明：D 为液压缸有效活塞直径 (cm )12、液压缸需要的流量（L min ）:V A A S Q - 10 10 t说明：V 为速度（m. min ） ； A 为液压缸面积（cm 2） ； S 为液压缸行 程（m ）； t 为时间（min ） 13、液压缸的流速（m/s ）:VQ V4QVV2 2 2A 2 （D 2d 2）V为油缸的容积效率（％; D 为无杆腔14、液压缸的推力（N ）：P 为油缸的进油压力（巳）；F 0为油缸的回油背压（巳）；D 为无杆腔活塞直径（m ） ； d 为活塞杆直径（m ）； m 为油缸的机械效率（% 15、油管管径（mm ）：[Q d 4.63V v说明：Q 为通过油管的流量（L/min ）； v 为油在管内允许的流速（m/s ） 16、管内压力降（kgf/cm 2）:说明：U 为油的黏度（cst ） ； S 为油的比重；L 为管的长度（m ） ； QVQ V4QVV12~， A D 2活塞直径（m ）； d 为活塞杆直径（ m )F 1 (AP 宀巳)m 严 P o ) d 2P o mF 2 (A 2P AP O ) m4 D2(P Po )A m说明：F 1为无杆端产生的推力（ N ）； F 2为有杆端产生的推力（N ）；P0.000698 USLQd 4为流量（I/min ）；D为无杆腔活塞直径（m）；d为管的内径（cm）17、推荐各种情况管道中油液的流速：说明：对于压力管，当压力高、流量大、管路短时取大值，反之取小值。
稀油润滑工业齿轮箱油量计算方法
稀油润滑工业齿轮箱油量计算方法陈富强;纪建春【摘要】This paper based on thermal balance concept describes a calculation method of oil amount for thin oil lubrica⁃ting industry gearbox.This paper introduces several thin oil lubricating modes normally used in industry gearbox,and de⁃scribes the calculation method of oil amount for each mode.Especially,for the gearbox adopted the forced lubricating mode, thermal power loss and working experiences in factory are both considered by the calculation method,so the result of the calculation becomes more exact and believable.%基于热平衡思想，提出一种工业齿轮箱稀油润滑的油量计算方法。
介绍工业齿轮箱常见的几种稀油润滑方式，并给出各润滑方式油量的计算方法。
对于采取强制润滑的齿轮箱，除了计算热功率损失之外，还引入了工厂多年总结的经验公式，从而使得计算结果更为准确和可信。
【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】5页(P137-140,120)【关键词】油量;工业齿轮箱;稀油润滑;热平衡【作者】陈富强;纪建春【作者单位】南京高精齿轮集团有限公司江苏南京210000;南京高精齿轮集团有限公司江苏南京210000【正文语种】中文【中图分类】TH132.41对于工业齿轮箱，如果润滑油量不足，则会造成齿轮齿面的黏着破坏、胶合，也会造成轴承的发蓝、烧损；如果润滑油量过大，则会造成投资和运行成本的增加，也会增加漏油风险［1］。
齿轮泵的相关知识
齿轮泵的相关知识2009-07-06 10:10:19KCB不锈钢齿轮泵主要用于各种机械设备中的润滑系统中输送润滑油，适用于输送粘度为5×10-6～1.5×10-3m2/s (5-1500cSt)，温度在300℃以下的具有润滑性的油料。
由两个齿轮相互啮合在一起形成的泵称为齿轮泵。
齿轮泵的流量公式为：Q=2qZnηv式中 Z——齿数；n——转数，转/分；ηv——容积效率，对一般的齿轮泵，其值可取为0.70~0.90；q——两齿之间坑的容积，立方米。
当齿轮转动时，被吸进来的液体充满了齿与齿之间的齿坑，并随着齿轮沿外壳壁被输送到压力空间中去。
在这里，由于两齿轮的相互啮合，使齿坑内的液体挤出，排向压力管。
液体受挤压时，压力作用在齿轮上，给轴施加了一个径向负荷。
挤压后封闭空间逐渐增大，形成负压区，外界的液体就在大气压力的作用之下流进齿轮泵吸入口。
另外，在负压区由于封闭空间容积的增大，会使液体中的空气和水蒸气析出，发生与汽蚀现象类似的冲蚀作用，使齿轮表面受到破坏。
正因为如此，有的齿轮泵上开有平衡孔或平衡槽。
然而在大多数情况下，是采用斜齿轮；因为斜齿轮在啮合时封闭空间的容积几乎是不变的，即在其中一段容积增大时，另一段容积却在缩小。
所以上述现象并不严重。
齿轮泵的特点是具有良好的自吸性能，且构造简单、工作可靠。
从上面的公式中可以看出，对一确定的齿轮泵（尺寸D、d、b和n都是定值），其排油量也亦确定，是一个不变的定值。
因而它的特性曲线是一条垂直线（即不管外界压力如何变化，它的排油量都是固定不变的）。
又因为齿轮泵的出口和入口是隔绝的，所以在外界需用油量减少时，会引起出口管道的压力急剧升高，致使出口管道和泵壳发生爆破。
因此齿轮泵出口（或出口管道上）都设有安全阀，它在压力升高到一定程度时动作，使出口管内的一部分油泄掉。
特性曲线在高压区域，流量向小的方向偏移，这主要是在压力高时，泵内液体沿齿端间隙由出口向入口的漏泄造成的。
液压常用计算公式之欧阳治创编
液压常用计算公式1、齿轮泵流量（min /L ）：1000Vn q o =，1000o Vn q η=说明：V 为泵排量（r ml /）；n 为转速（min /r ）；o q 为理论流量（min /L ）；q 为实际流量（min /L ）2、齿轮泵输入功率（kW ）：说明：T 为扭矩（m N .）；n 为转速（min /r ）3、齿轮泵输出功率（kW ）：说明：p 为输出压力（a MP ）；'p 为输出压力（2/cm kgf ）；q 为实际流量（min /L ）4、齿轮泵容积效率（%）：说明：q 为实际流量（min /L ）；o q 为理论流量（min /L ）5、齿轮泵机械效率（%）：说明：p 为输出压力（a MP ）；q 为实际流量（min /L ）；T 为扭矩（m N .）；n 为转速（min /r ）6、齿轮泵总效率（%）：说明：V η为齿轮泵容积效率（%）；m η为齿轮泵机械效率（%）7、齿轮马达扭矩（m N .）：π2q P T t ⨯∆=，m t T T η⨯=说明：P ∆为马达的输入压力与输出压力差（a MP ）；q 为马达排量（r ml /）；tT 为马达的理论扭矩（m N .）；T 为马达的实际输出扭矩（m N .）；m η为马达的机械效率（%）8、齿轮马达的转速（min /r ）：说明：Q 为马达的输入流量（min /ml ）；q为马达排量（r ml /）；V η为马达的容积效率（%）9、齿轮马达的输出功率（kW ）：说明：n 为马达的实际转速（min /r ）；T 为马达的实际输出扭矩（m N .）10、液压缸面积（2cm ）：说明：D 为液压缸有效活塞直径（cm ）11、液压缸速度（min m ）：说明：Q 为流量（min L ）；A 为液压缸面积（2cm ）12、液压缸需要的流量（min L ）：说明：V 为速度（min m ）；A 为液压缸面积（2cm ）；S 为液压缸行程（m ）；t 为时间（min ）13、液压缸的流速（s m /）：2114D Q A Q V V V πηη==，)(42222d D Q A Q V V V -==πηη说明：Q 为供油量（s m /3）；V η为油缸的容积效率（%）；D 为无杆腔活塞直径（m ）；d 为活塞杆直径（m ）14、液压缸的推力（N ）：说明：1F 为无杆端产生的推力（N ）；2F 为有杆端产生的推力（N ）；P 为油缸的进油压力（a P ）；o P 为油缸的回油背压（a P ）；D 为无杆腔活塞直径（m ）；d 为活塞杆直径（m ）；m为油缸的机械效率（%）15、油管管径（mm ）：说明：Q 为通过油管的流量（min /L ）；v 为油在管内允许的流速（s m /）16、管内压力降（2/cm kgf ）：说明：U 为油的黏度（cst ）；S 为油的比重；L 为管的长度（m ）；Q 为流量（min /l ）；D 为无杆腔活塞直径（m ）；d 为管的内径（cm ）17、推荐各种情况管道中油液的流速：流速 吸油管 压力管 回油管 短管及局部收缩处)/(s m v 0.5-1.5 2-6 1.5-2.5 ≤10说明：对于压力管，当压力高、流量大、管路短时取大值，反之取小值。
大型齿轮箱润滑系统油压的调节
大型齿轮箱润滑系统油压的调节摘要：以宁德核电3/4CRF循环水系统泵组齿轮箱为实例，对大型齿轮箱润滑系统油压进行计算分析。
通过现场对齿轮箱各个润滑副油管道入口进行尺寸测量，结合启泵后油系统母管真实油压值，再经过计算数据的理论分析，最终使用改变齿轮箱各个润滑副油管道入口节流孔板尺寸的方法来实现大型齿轮箱润滑系统油压的调节。
关键词：油压计算流量压力调节引言：宁德核电3/4CRF循环水系统泵组齿轮箱在日常期间存在3号机组与4号机组运行参数（母管油压与流量）不一致的现象，在该背景下通过宁德核电402大修与303大修对设备进行解体检查的窗口对设备油系统进行对比分析，并通过理论计算，得出润滑油分配的结果，判断设备是否运行在正常状态。
宁德核电3/4CRF循环水系统泵组齿轮箱由David Brown Gear Systems LTD.戴维布朗齿轮系统有限公司生产。
齿轮箱型号FCP09-10-003 SAP 5707，是一款高转矩轴向行星齿轮箱，其润滑油箱与齿轮箱集成，其余CGR设备均安装在可移动的托架上，包括润滑油系统和冷却系统以及仪表。
1、设备日常运行的参数跟踪针对现场设备日常运行的状态，做出了参数的巡检跟踪，设备运行参数如下：根据日常巡检参数可的出如下结论：实际运行当中，3CGR053LP读数为4.0bar； 3CGR054LP读数为4.1bar；4CGR053LP读数为4.9bar；4CGR054LP读数为4.6bar。
实际运行当中，3CGR027LD读数为240L/Min；3CGR028LD读数为240L/Min ；4CGR027LD读数为270L/Min ； 4CGR028LD读数为250L/Min 。
①、4号机组对比3号机组A列与B列齿轮箱润滑油油压高；②、4号机组对比3号机组A列与B列齿轮箱润滑油母管流量高；2、设备结构简介宁德核电3/4CRF循环水系统泵组齿轮箱油回路图纸，齿轮箱所有的润滑油入口管道由一根进油母管通过润滑油循环泵将润滑油分配到各个润滑副当中，其中润滑副包括上部轴承润滑副、中间轴承润滑副、下部轴承润滑副、行星齿轮轴承润滑副、行星架与外齿圈润滑副、齿套连接处润滑副。
齿轮箱强制润滑系统设计
齿轮箱强制润滑系统设计摘要：随着我国的科技在不断的发展，社会在不断的进步，根据齿轮箱的使用环境和工况要求，经过计算分析设计了一套与之匹配的强制润滑系统，可为齿轮箱的轴承、齿轮等部位提供充分润滑和冷却，同时也减少了齿轮箱的功率损失，提高了齿轮箱的传递效率，延长了齿轮箱的使用寿命。
关键词：齿轮箱；润滑系统；设计引言空气中，任何相互接触又有相对运动的两个物体都会产生摩擦，有了摩擦就会消耗能量。
在一台运转的齿轮箱中，这种能量消耗也是存在的，因此强制润滑系统在齿轮箱实际运转中起到了非常关键的作用。
为了提高齿轮箱的工作效率，延长其使用寿命，需设计一套与之匹配的强制润滑系统，本文为某试验台传动系统的增速设备齿轮箱设计了强制润滑系统。
1跑条问题概述跑条是卷接机组的一种常见生产故障，不仅影响设备作业率，而且还会造成原材料浪费。
造成跑条的原因有很多，其中副齿轮箱内部齿轮磨损是造成跑条的主要原因之一。
某卷接机组副齿轮箱为全封闭形式，操作人员和维修人员无法直观检查内部润滑情况和齿轮磨损情况，不能及时采取有效解决措施，同时待了解清楚问题后进行维修，也是事后补偿，维修时间较长、维修费用较高。
因此，如何在预防维修理念下，把副齿轮箱内部齿轮磨损减少到最低，是操作人员及时发现磨损情况，成为了急需解决的问题。
2绘制润滑系统原理图根据试验台传动系统增速设备齿轮箱的技术要求绘制其润滑系统原理图，如图１所示。
该强制润滑系统的原理是润滑油站对齿轮箱进行供油过滤、冷却和润滑。
由于润滑系统回油方式为自重回油，没有较大的压力差，如果采用回油冷却方式会产生较大的压力损失，容易引起回油不通畅，因此采用供油冷却的方式。
供油泵组经过吸油过滤器８把油箱中的润滑油抽出，通过供油过滤器１３和水冷却器等进入增速设备齿轮箱，从而给齿轮箱各所需润滑点提供润滑和冷却。
系统的供油压力通过压力传感器１６进行采集，由电动球阀１０进行远程调节，由溢流阀９进行超压保护。
油箱装有液位液温计２，可以直观地看到油箱的液位和温度；装有最低液位报警器５，当油箱液位不够时会发出警报，提示操作人员进行加油；还装有油箱加热器４、温度传感器７，配合系统的水冷却器和温度传感器１７对油箱和系统的温度进行控制。
齿轮箱强制润滑系统设计
０．２～０．３５ 可 调 ； ８０； ２０； 小 于 ８０； 与供油总流量相等；
回油方式：
自重回油；
回油过滤精度（μｍ）： ５０。 测试参数与精度要求如表１所示。
表 １ 测 试 参 数 与 精 度 要 求
参数
数值
精度
系 统 供 油 压 力 （ＭＰａ）０～１±０．５％
系 统 温 度 （℃ ）
０～１００
置 由 齿 轮 箱 设 计 者 设 计 ，提 供 了 齿 轮 箱 进 油 、回 油 的 接
口尺寸和接口图。强制润滑系统技术要求如下：
供 油 温 度 （℃ ）： 供 油 流 量 （Ｌ／ｍｉｎ）：
常 温 ～６０ 可 调 ； ４０ ；
供 油 压 力 （ＭＰａ）： 吸 油 过 滤 精 度 （μｍ）： 供 油 过 滤 精 度 （μｍ）： 回 油 温 度 （℃ ）： 回油流量：
犘电机 ＝６０狆η狇总 ．
（１）
其中：狆 为 泵 的 额 定 压 力，选 取 狆＝０．３５ ＭＰａ；狇 为 泵
的额定流量，选取狇＝４０Ｌ／ｍｉｎ；η总 为 泵 的 总 效 率，齿
轮 泵 的 效 率 一 般 为 ６５％ 。
· ２２０ ·
机 械 工 程 与 自 动 化 ２０１８年第５期
犘加热器 ＝ 犖 ． η热
犖≥犆×狉×犜犞×犃 ．
（２） （３）
其中：犖 为加热器的发热能力，Ｗ；犆 为油的比热容，一
般 犆＝２ｋＪ／（ｋｇ·Ｋ）；狉 为 油 的 密 度，狉＝９００ｋｇ／ｍ３； 犞 为 油 箱 内 油 液 的 体 积，一 般 按 供 油 流 量 的 ３ 倍 ～
套与之匹配的强制润 滑 系 统，本 文 为 某 试 验 台 传 动 系
统的增速设备齿轮箱设计了强制润滑系统。
牵引车齿轮油用量计算公式
牵引车齿轮油用量计算公式在牵引车的维护保养中，齿轮油的使用是非常重要的一部分。
齿轮油主要用于润滑传动系统中的齿轮和轴承，减少摩擦和磨损，保护传动系统的正常运转。
因此，正确计算齿轮油的使用量对于保障牵引车的正常运转非常重要。
齿轮油使用量的计算公式可以帮助我们准确地确定每次更换齿轮油的用量，避免浪费和不足的情况发生。
下面我们就来介绍一下牵引车齿轮油用量计算公式及其相关内容。
首先，我们需要了解一下齿轮油使用量计算的基本原理。
齿轮油使用量的计算主要取决于传动系统的容积和使用时间。
传动系统的容积是指传动箱内齿轮和轴承的容积，而使用时间则是指传动系统每次更换齿轮油的时间间隔。
通过这两个参数的计算，我们就可以得出每次更换齿轮油的使用量。
齿轮油使用量的计算公式如下：齿轮油使用量 = 传动系统容积 / 使用时间。
其中，传动系统容积通常以升（L）为单位，使用时间通常以月为单位。
通过这个公式，我们可以得出每次更换齿轮油的使用量，从而更加科学地进行齿轮油的管理和更换。
在实际应用中，我们需要根据具体的牵引车型号和传动系统的容积来确定齿轮油使用量的计算公式。
一般来说，不同型号的牵引车传动系统的容积是不同的，因此需要根据具体情况进行计算。
同时，使用时间也需要根据牵引车的运行情况和工作强度来确定，一般来说，使用时间越长，齿轮油的使用量就会越大。
除了传动系统的容积和使用时间外，还有一些其他因素也会影响齿轮油使用量的计算。
例如，传动系统的工作环境和温度会影响齿轮油的使用量，高温环境下传动系统的齿轮油使用量会增加，而低温环境下传动系统的齿轮油使用量会减少。
因此，在计算齿轮油使用量时，还需要考虑到这些因素的影响。
此外，齿轮油使用量的计算还需要根据牵引车的维护保养计划来确定。
一般来说，牵引车的维护保养计划会规定传动系统齿轮油的更换周期和使用量，我们可以根据这些规定来确定齿轮油使用量的计算公式。
同时，牵引车的制造厂家也会提供相应的技术资料和指导，帮助我们确定齿轮油使用量的计算公式。
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。
up1500齿轮箱润滑系统
up1500齿轮箱润滑系统概述齿轮箱润滑系统是风力发电机组中一个关键的组成部分，其功能是为齿轮箱提供润滑和冷却，以确保齿轮的正常运转和长期可靠性。
本文档将介绍up1500齿轮箱润滑系统的设计原理、工作原理以及维护保养等相关内容。
设计原理up1500齿轮箱润滑系统采用静态润滑原理，通过利用重力和离心力，将润滑油引导到相应的齿轮和轴承表面，以减少摩擦和磨损。
设计原理包括以下几个方面：1.润滑油循环系统：齿轮箱润滑系统由循环系统组成，包括油箱、泵、管道和滤清器等。
润滑油从油箱经过泵的压力推动下通过管道输送，同时经过滤清器过滤杂质，以确保润滑油的质量。
2.油供给系统：齿轮和轴承之间的油供给是通过油槽和油道来实现的。
润滑油从油箱中流入油槽，并通过油道喷洒在齿轮和轴承表面，形成稳定的润滑膜，有效减少齿轮之间的磨损。
3.油冷却系统：齿轮箱在运行过程中会产生热量，为了保持齿轮和轴承的温度在可接受范围内，润滑油需要进行冷却。
冷却系统通过传热交换器将热量散发到外部环境中，以保持润滑油的温度稳定。
工作原理up1500齿轮箱润滑系统的工作原理如下：1.启动：当风力发电机组启动时，润滑油被泵送到油箱中。
同时，油泵开始工作，将润滑油从油箱中抽取，并通过管道输送到齿轮箱中。
2.油供给：润滑油在齿轮箱内流动，通过油槽和油道喷洒在齿轮和轴承的表面，形成润滑膜，降低磨损和摩擦力。
3.润滑膜形成和维持：润滑油的粘度和流量通过油泵的控制来保持恒定。
当润滑膜出现磨损或消失时，油泵会自动增加润滑油的供给，以确保润滑膜的形成和维持。
4.温度控制：润滑油经过流经齿轮箱后会带走一部分热量，通过传热交换器将热量散发到外部环境中，以保持齿轮和轴承的温度稳定。
5.润滑油循环：润滑油经过齿轮和轴承后返回油箱，经过滤清器进行过滤，再次被泵送到齿轮箱中进行循环使用。
维护保养为了确保up1500齿轮箱润滑系统的正常运行和长期可靠性，以下是一些维护保养的建议：1.定期检查润滑油的质量和容量，确保油箱中的润滑油处于适当的水平，并且没有污染物。
大功率齿轮箱润滑系统设计计算方法
大功率齿轮箱润滑系统设计计算方法一、润滑系统设计原则：1.确定齿轮箱的工作条件和要求，包括齿轮的转速、负载、温度和润滑材料的选用等；2.根据工作条件和要求，选择润滑方法，包括油浸润滑、喷油润滑或液压润滑等；3.确定润滑系统的布置位置和结构，包括油箱的大小、位置和形状等；4.遵循润滑系统设计原则，包括尽量减少能量损失、提高润滑效果和延长齿轮箱寿命等。
二、润滑系统计算方法：1.计算润滑油的流量：根据齿轮箱的转速、负载和润滑材料的选用，计算出润滑油的流量。
流量的计算可以采用经验公式或计算机模拟等方法。
2.计算润滑油的粘度：根据齿轮箱的温度和润滑材料的特性，计算出润滑油的粘度。
粘度的计算可以采用经验公式或实验测量等方法。
3.计算润滑油的压力：根据润滑系统的设计原则和齿轮箱的工作条件，计算出润滑油的压力。
压力的计算可以采用经验公式或压力传感器等方法。
4.计算润滑油的温度：根据齿轮箱的工作条件和润滑材料的热特性，计算出润滑油的温度。
温度的计算可以采用传热学或热电耦等方法。
5.计算润滑油的耗费：根据润滑系统的工作条件和润滑油的特性，计算出润滑油的耗费。
耗费的计算可以采用质量守恒或摩擦学等方法。
三、润滑系统设计实例：以下是一个大功率齿轮箱润滑系统的设计实例：1.根据齿轮箱的工作条件和要求，选择油浸润滑方法；2. 根据转速、负载和材料选用，计算出润滑油的流量为1000L/min；3.根据温度和材料特性，计算出润滑油的粘度为150cSt；4.根据设计原则和工作条件，计算出润滑油的压力为0.5MPa；5.根据工作条件和材料热特性，计算出润滑油的温度为50°C；6.根据工作条件和润滑油特性，计算出润滑油的耗费为200L/h。
以上只是一个润滑系统设计的简单计算方法和实例，实际设计中还需要考虑更多因素，如润滑油的质量和清洁度、系统的可靠性和可维护性等。
润滑系统设计是一个综合性的工程问题，需要综合考虑多个因素并进行合理的设计和计算。
齿轮箱功率百分比计算公式
齿轮箱功率百分比计算公式齿轮箱是一种用于传递动力和转速的机械装置，它通常由一系列的齿轮组成，可以将输入轴的转速和扭矩转换成输出轴的转速和扭矩。
齿轮箱在各种机械设备中都有广泛的应用，例如汽车、船舶、风力发电机等。
在设计和使用齿轮箱时，了解其功率百分比是非常重要的，因为它可以帮助工程师和操作人员评估齿轮箱的性能和工作状态。
齿轮箱功率百分比是指齿轮箱输出轴的实际功率与输入轴的理论功率之比，通常用百分比表示。
它可以通过以下公式进行计算：功率百分比 = (输出轴实际功率 / 输入轴理论功率) × 100%。
其中，输出轴实际功率是指齿轮箱输出轴的实际功率，通常通过测量输出轴的转速和扭矩来计算；输入轴理论功率是指根据输入轴的转速和扭矩计算得出的理论功率。
齿轮箱功率百分比的计算可以帮助工程师和操作人员了解齿轮箱的实际工作状态。
如果功率百分比接近100%，则表示齿轮箱的功率传递效率很高，工作状态良好；如果功率百分比远低于100%，则表示齿轮箱存在一定的功率损失，可能需要进行维修或更换部件。
在实际应用中，齿轮箱功率百分比的计算可以帮助工程师和操作人员进行故障诊断和性能评估。
通过监测和分析齿轮箱的功率百分比，可以及时发现齿轮箱的故障和问题，从而采取相应的措施进行维修和改进。
除了计算功率百分比，工程师和操作人员还需要注意一些影响齿轮箱功率传递效率的因素。
例如，齿轮箱的润滑状况、齿轮和轴承的磨损程度、齿轮箱的设计和制造质量等都会影响齿轮箱的功率传递效率。
因此，在日常维护和管理中，需要定期检查和维护齿轮箱，确保其正常工作。
此外，齿轮箱功率百分比的计算还可以帮助工程师和设计人员进行齿轮箱的优化设计。
通过分析不同工况下的功率百分比，可以确定齿轮箱的工作范围和性能要求，从而进行合理的设计和选择齿轮箱的参数和结构，以提高其功率传递效率和可靠性。
总之，齿轮箱功率百分比是评估齿轮箱性能和工作状态的重要指标，通过计算功率百分比可以及时发现齿轮箱的故障和问题，从而采取相应的措施进行维修和改进。
齿轮箱飞溅润滑流场分布和搅油力矩损失
DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2021.05.008齿轮箱飞溅润滑流场分布和搅油力矩损失刘桓龙1,2，谢迟新1,2，李大法1,2，王家为1,2(1. 先进驱动节能技术教育部工程研究中心，四川 成都 610031；2. 西南交通大学 机械工程学院，四川 成都 610031)摘 要：齿轮箱飞溅润滑具有齿轮旋转、两相流及流场分布复杂等特点，难以通过理论或实验进行研究；在计算流体动力学方法上，传统的网格法存在动网格处理困难、计算成本高的弊端.针对以上问题，提出运用移动粒子半隐式法(MPS)对齿轮箱飞溅润滑开展仿真分析. 在低转速时，设置不同润滑油型号和温度工况，发现润滑油流场分布情况与试验结果较一致. 在高转速时，设置不同的油温工况，发现相对光滑粒子流体动力学方法(SPH)，基于MPS 方法数值计算所得的齿轮搅油力矩损失准确度更高，能够准确预测力矩损失变化趋势，但力矩损失预测误差较大，须进一步改进和完善. MPS 方法严格保证了流体的不可压缩性，易于追踪捕捉大变形和强非线性化的自由液面，能够较好地分析预测齿轮箱飞溅润滑流场的分布效果.关键词： 飞溅润滑；移动粒子半隐式法（MPS ）；流场分布；力矩损失；计算流体动力学（CFD ）中图分类号： U 273.1 文献标志码： A 文章编号： 1008−973X （2021）05−0875−12Flow field distribution of splash lubrication of gearbox andchurning gear torque lossLIU Huan-long 1,2, XIE Chi-xin 1,2, LI Da-fa 1,2, WANG Jia-wei 1,2(1. Engineering Research Center of Advanced Driving Energy-saving Technology , Ministry of Education , Chengdu 610031, China ;2. School of Mechanical Engineering , Southwest Jiaotong University , Chengdu 610031, China )Abstract: Gearbox splash lubrication has the characteristics of gear rotation, two-phase flow and complex flow fielddistribution, which is difficult to study through theory or experiment. In terms of computational fluid dynamics, the traditional grid method has the disadvantages of difficulty in processing dynamic grids and high computational cost.In view of the above problems, the moving particle semi-implicit method (MPS) was used to carry out the simulation analysis of the gearbox splash lubrication. At low speeds, different lubricating oil models and temperature conditions were set, and it was found that the lubricating oil flow field distribution was in good agreement with the test results.At high speeds, different oil temperature conditions were set, and it was found that compared with the smooth particle hydrodynamics method (SPH), the accuracy of the gear churning torque loss obtained by the MPS method was higher. It can accurately predict the trend of torque loss, but the error of torque loss prediction is relatively large,and further improvement and perfection are needed. The MPS method strictly guarantees the incompressibility of the fluid. It is easy to track and capture the free surface with large deformation and strong non-linearity The MPS method can be used to analyze and predict the distribution of splash lubrication flow field of the gearbox well.Key words: splash lubrication; moving particle semi-implicit method (MPS); flow field distribution; torque loss; computational fluid dynamics (CFD)在齿轮箱工作过程中，齿轮齿面之间的相对滑动摩擦、齿轮与润滑油之间的摩擦均会产生大量热量，其润滑性能的好坏直接关系到传动系统的性能. 飞溅润滑是齿轮箱最常用的润滑方式，在飞溅润滑时，齿轮系统在工作过程中会产生啮合摩擦功率损失、风阻功率损失和搅油功率损失，其中，搅油功率损失约占上述总功率损失的30%[1]. 降低搅油功率损失可以显著减小齿轮箱的收稿日期：2020−04−28. 网址：/eng/article/2021/1008-973X/202105008.shtml 基金项目：四川省科技厅重点研发资助项目（2018GZ0450）.作者简介：刘桓龙（1977—），男，副教授，硕导，从事机电液一体化研究. /0000-0001-8796-7190. E-mail ：*****************第 55 卷第 5 期 2021 年 5 月浙 江 大 学 学 报(工学版)Journal of Zhejiang University (Engineering Science)Vol.55 No.5May 2021功率损失和发热量，提高齿轮箱的传动效率和使用寿命. 因此，对齿轮箱搅油功率损失的准确预算非常重要. 由于飞溅润滑具有非稳态、油气两相流和流场分布复杂等特点，较难通过理论或实验进行研究.近年来，随着计算机技术和数值分析方法的高速发展，计算流体动力学(computational fluid dy-namics，CFD)已经逐渐成为齿轮箱飞溅润滑研究的重要手段. 目前，针对齿轮箱飞溅润滑研究的主要方法为基于欧拉坐标系的有限体积法(finite volume method，FVM)和基于拉格朗日坐标系的无网格法. 前者为传统的研究方法，大量学者采用该方法进行研究；后者为新兴的研究手段，目前，较少有学者将该方法应用于齿轮箱飞溅润滑的研究. 在FVM法方面，Gorla等[2-3]通过实验验证基于FVM的CFD法用于预测齿轮箱搅油功率损失是有效可行的. Liu等[4-5]运用高速摄像机采集FZG空载试验台飞溅润滑流场照片，与FVM数值仿真结果进行对比，发现数值仿真结果与实验结果具有高度一致性，同时发现FVM法获取的搅油功率损失与实验值较吻合. 沈林等[6]对一对啮合齿轮空载时的搅油损失进行研究，分析齿轮转速、传动比和齿轮类型对搅油损失的影响. Hu 等[7-9]使用动网格技术，运用多相流模型和湍流模型对直升机中减速器模型进行仿真分析，实现了减速器内部流场的可视化，分析了齿轮浸油深度和转速对关键部位体积流量的影响，同时验证分析了中减速器内液位高度、齿轮转速、油温、直升机倾斜角等对搅油功率损失的影响. Hu等[10]发现动态运动的变速箱会对齿轮箱搅油损失和齿轮啮合区域供油量产生重大影响，甚至造成润滑不良风险. 在无网格法方面，主要通过光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics，SPH)法和移动粒子半隐式法(moving particle semi-implicit method，MPS)对齿轮箱飞溅润滑进行研究. Groen-enboom等[11]运用SPH法与有限元(finite element method，FEM)耦合的方法对涌浪、变速箱飞溅润滑和心血管进行研究，结果表明，SPH-FEM法在湍流和流固耦合模型上具有良好应用. 赵迁等[12]运用SPH法对4种工况下纯电动车减速器进行仿真分析，从整体上得到了齿轮箱飞溅润滑的可视化效果. Ji等[13]用SPH法研究3个液位高度和3个雷诺数一共9种工况下单对啮合齿轮搅油的油液流场分布情况，并定性分析齿轮箱内空化气泡的数量和大小. Liu等[14]运用SPH法研究单级齿轮箱飞溅润滑的油液分布和搅油损失情况，发现油液分布、搅油损失与实验结果存在较大误差.皮彪等[15]应用MPS法分析某重型汽车主减速器润滑系统，首次将MPS法成功应用到减速器润滑分析中，为润滑系统分析提供了新方法. 李晏等[16]将MPS法应用到单齿搅油损失研究中，通过公式拟合不同因素对搅油功率损失的影响，为齿轮搅油损失研究提供了新方法.综上可知，对于FVM法，众多学者主要集中在对FZG空载实验台模型进行数值仿真，研究试验台齿轮箱飞溅润滑流场分布和搅油损失情况.少量学者对小型工程应用的简单几何结构的齿轮箱进行分析. 可以看到，FVM法在齿轮箱飞溅润滑方面具有广泛应用，且具有较高的准确性. 然而FVM法在处理齿轮箱飞溅润滑这种强非线性变化的问题时仍存在较大困难，比如齿轮啮合处间隙小须进行齿面移动处理、啮合处网格划分困难、对计算机硬件要求高、计算速度缓慢等，对于几何结构复杂的大型工程问题，其往往难以处理.对于无网格法，SPH法对齿轮箱流场分布具有较好仿真效果，但对于搅油功率损失的预测效果有待提高. 有学者[15]初次将MPS方法应用到齿轮箱飞溅润滑流场模拟和搅油损失中，但模拟效果较差，搅油功率损失的准确性有待验证.本研究以FZG空载实验台模型为研究对象，运用MPS法对不同转速、不同润滑油型号和温度工况下齿轮箱飞溅润滑流场分布进行数值仿真，从细节上还原齿轮的搅油形态；通过与试验结果对比验证MPS法在齿轮箱流场分布形态上的准确性；分析对比高转速时不同油温工况下搅油力矩损失仿真值与实验值，验证其在搅油损失预测方面相对于SPH法的优越性. 为MPS法应用于齿轮箱的研究和开发提供了有效支撑.1 MPS数值法MPS法是Koshizuka[17]提出的与早期SPH方法基本思想类似的数值计算法，用于计算不可压缩流体的运动. 该方法利用具有位置和速度特性的有限数量的粒子代表流体，通过粒子法对流体进行整体模拟，是基于拉格朗日形式的无网格计算方法. 在MPS法中，每个计算步分为显式和隐式2步，对计算结果进行2次修正. 第1次对粒子876浙 江 大 学 学 报（工学版）第 55 卷的速度和坐标进行显式修正，在通过求解压力泊松方程得到压力场后，对粒子进行第2次隐式修正，可以严格保证流体的不可压缩性. MPS 法通过核函数表达粒子之间的相互作用关系，使用梯度模型、拉普拉斯模型、粒子密度模型、粒子光滑模型等对控制方程进行离散. 由于该方法是无网格法，省去了繁杂的前处理和计算过程中网格的重构更新过程，且具有易于追踪捕捉大变形和强非线性化的自由液面优点，在大变形水力研究中获得广泛应用.1.1 控制方程对于连续不可压缩的牛顿流体，MPS 方法的基础控制方程为连续性方程和Navier-Stokes 方程，形式如下：u p υg ρt 式中：为速度，为压力，为运动黏性系数，为重力加速度，为流体密度，为时间.1.2 核函数w (r )w (r )在MPS 法中，通过梯度模型、拉普拉斯模型、粒子密度模型等各模型来离散控制方程，而这些模型则需要核函数来充当权重函数，用以表征粒子之间相互作用的强弱关系. 粒子之间相隔越近，核函数越大，相互作用越强；相隔越远，核函数越小，作用越弱. 选用核函数如下：r p r e 式中：为粒子之间的间距，为粒子的作用半径.1.3 梯度模型和Laplace 模型i j 在基于网格的Euler 法中，须对对流项连续插值从而容易导致数值扩散，而MPS 法用粒子相互作用的梯度模型和Laplace 来离散控制方程，无须离散N-S 方程的对流项，有效避免了数值扩散问题. 梯度模型用来离散一阶导数项，拉普拉斯模型用来离散二阶导数项[18]. 梯度模型是粒子和其作用域内所有邻域粒子的梯度向量的加权平均值[19]，示意图如图1所示，表达式如下：r i r j d n 0f 式中：、为粒子的坐标矢量，为求解问题的空间维数，为粒子数密度常数，为粒子物理参数.i基于非正常扩散，利用拉普拉斯模型将粒子的物理量根据邻域粒子的距离进行分配. 表达式如下：λ式中：为修正因子.1.4 粒子数密度和压力Poisson 方程n i i 在MPS 法中，通过保证粒子的密度数恒定来确保流体的不可压缩性，粒子数密度指粒子在核函数作用范围内，该粒子和其相邻粒子的函数值的叠加[18]，表达式如下：MPS 采用时间步积分法，数值计算就是迭代的预测和校正过程[18]. 在校正过程中须使用到压力Poisson 方程：∆t k 式中：为计算时间步长，为计算步数，n *为介于2个时间步的中间粒子密度.1.5 边界条件n ∗i <βn 0β∈[0.8,1.0]1.5.1 自由表面判别 在MPS 法中，将自由面粒子的压力设为零作为压力的边界条件. 因此，自由表面的确定对计算的准确性很重要. 根据流体的物理形态，自由表面外的粒子密度应小于流体内的粒子密度，则当时，粒子被认定为自由表面粒子，，本研究取0.97.1.5.2 边界处理办法 在模拟仿真时，须设置边界粒子以防止靠近边界的粒子穿越边界，由于该层边界粒子与流体粒子紧密接触，在实际计算中也图 1 MPS 法梯度模型示意图Fig.1 Schematic diagram of MPS gradient model第 5 期刘桓龙, 等：齿轮箱飞溅润滑流场分布和搅油力矩损失[J]. 浙江大学学报：工学版,2021, 55(5): 875–886.877会参与压力泊松方程的求解，具有压力值，所以称之为边界压力粒子. 为了避免自由表面的误判，一般情况下，在边界压力粒子之外，还须布置2层虚拟的边界非压力粒子. 因此，在仿真模型中边界均采用3层粒子的布置方法. 如图2所示.图 2 MPS 法边界粒子布置形式Fig.2 MPS boundary particle layout1.6 时间步长标准在仿真过程中，为了保证计算的稳定性，时间步长的确定须满足如下条件：∆t i C l 0u max d i υmax Cl 0/u max ∆t d i l 022(υ+υmax )式中：为初始时间步长，为克朗数，为粒子直径，为粒子最大速度，为扩散系数，为流体的动力黏度最大值. 保证满足Courant-Friedrichs-Lewy (CFL)条件[20]，保证黏度计算的稳定性.1.7 算法流程u i0r i 0n 0u i ∗r i ∗u i n +1r i n +1MPS 的每个计算步分为显示和隐式，是半隐式计算方法. 计算过程如下. 1）输入初始条件并对粒子进行初始化，得到粒子的速度初始值、位移初始值和初始粒子数密度；2）通过显示求解方法进行计算，得到在重力和黏滞力作用下粒子的速度估算值和位移估算值；3）通过隐式求解方法计算压力Piosson 方程和压力梯度项，以此修正粒子的速度和位置，得到下一时间步的速度和位置. 依照上面得到的速度和位置值继续向下循环计算，直至求解结束.2 实验平台与仿真设置由于实验条件限制，引用文献[4]采集的6张润滑油飞溅照片，建立与其相同的几何模型，设置相同的边界条件，运用MPS 进行数值仿真，将两者结果进行比较，验证MPS 法在飞溅润滑流场分布上的准确性. 引用文献[14]采集的6种工况的齿轮搅油损失力矩，建立与其相同的几何模型，设置相同的边界条件，运用MPS 进行数值仿真，将两者结果进行比较，研究MPS 法在搅油力矩损失预测上的准确性.2.1 实验平台m n a b αn β0z d a x 参考文献[4]，采用FZG 齿轮实验机. 采用闭环能量施加原理给精密实验齿轮提供所需载荷，主要由电机、伺服齿轮箱、扭矩测量离合器、透明测试齿轮箱、实验主从动齿轮等构成. 通过该试验机可以获得啮合齿轮的搅油功率损失. 为了获得高速润滑油飞溅照片，在齿轮箱前配备Photron 品牌下的 FASTCAM Mini AX200 型号高速摄像头，拍摄频率为5 000帧/s. 实验齿轮采用FZG C-PT 型齿轮，其几何参数如表1所示. 表中，为法向模数，为中心距，为齿宽，为压力角，为螺旋角，为齿数，为齿顶圆直径，为齿顶修正系数. FZG 齿轮实验机示意图如图3所示.表 1 FZG C-PT 型齿轮几何参数Tab.1 Geometric parameters of FZG C-PT gear参数m n /mm a /mm b /mm αn /(°)β0/(°)z /个d a /mmx主动轮 4.591.5142001682.450.182从动轮4.591.5142024118.350.1712.2 工况设置主要研究验证MPS 方法在齿轮箱飞溅润滑流场分布应用上的准确性，以及其在齿轮搅油力矩损失预算方面的正确性. 在飞溅润滑时，当齿轮在转速较低时，润滑油分布形态简单，易于捕捉和分析对比；在转速较高时，润滑油分布形态复杂，不易捕捉分析，但齿轮副的搅油功率损失较大，方便对其进行分析研究. 因此设置3种低转速、2种型号润滑油和2种油温共9种工况条件，用来分析不同转速和润滑油黏度下齿轮箱飞溅润滑流场的分布情况. 低转速工况具体参数如表2所示. 表中，−32.2 mm 表示齿轮中轴线下32.2 mm ，878浙 江 大 学 学 报（工学版）第 55 卷n o θh n w γ为主动轮转速，为润滑油油温，为液位高度.设置2种高转速和3种油温一共6种工况用来分析齿轮的搅油功率损失，高转速工况具体参数如表3所示. 表中，为从动轮转速. 与文献[14]不同的是，本研究未考虑油温差异带来的初始液位高度的细微差异. 3种低转速分别为240、360、540 r/min ，对应的齿轮周向速度分别为0.9、1.4、2.1 m/s. 2种高转速分别为1 444、3 474 r/min ，对应的齿轮周向速度分别为8.3、20.0 m/s. 润滑油属性如表4所示. 表中，为运动黏度.2.3 数值仿真利用Particleworks 软件对模型进行油液单相数值仿真. 综合考虑计算机性能和仿真结果精度，经过粒子直径参数测试，将低转速工况粒子直径设置为0.8 mm ，高转速工况粒子直径设置为1.5 mm ，采用双精度条件求解. 在仿真过程中，考虑粒子受到的重力，重力加速度设置为9.8 m 2/s.为了保证仿真过程的稳定性，压力和黏度项均采用隐式算法. 液体的表面张力采用Potential 模型.由于在飞溅润滑过程中，润滑油运动形态剧烈复杂，采用大涡模拟法(LES)湍流模型. 仿真的初始时间步长设置为5×10−5 s ，Courant 数设置为0.2，满足CFL 条件. 粒子自由表面判断系数取0.97.MPS 法在处理齿轮副齿面接触时容易造成发散，用齿面移动法对齿轮的齿面切除1%厚度可以有效保证仿真的顺利进行. 即在保留所有轮齿和不改变齿轮安装位置的基础上，通过改变轮齿厚度来增大啮合区域间隙，以保证计算的正常进行[21]. 目前，针对齿轮啮合处间隙狭小，给流体域网格划分和求解带来困难的问题，常用的齿轮建模处理方法包括无齿法、单向切齿法、双向切齿法和分离法. 根据彭钱磊等[21]的研究，相对以上的齿轮处理方法，齿面移动法无须改变齿轮副的安装位置，且获得的润滑油飞溅效果符合实际情况，搅油功率与试验结果基本一致，最大误差小于8%.本研究MPS 法数值仿真的所有工况均在普通PC 端完成，配置如下：graphics card: NVIDIA GTX1050Ti, CPU: Intel Core i5-9 400 6-cores, RAM capacity: 8 GB.表 2 齿轮箱飞溅润滑低转速工况参数Tab.2 Low speed operating condition parameters of gearboxsplash lubrication工况n o /(r·min −1)润滑油型号θ /℃h /mm1240FVA340−32.22360FVA340−32.23540FVA340−32.24240FVA3100−32.25360FVA3100−32.26540FVA3100−32.27240FVA240−32.28360FVA240−32.29540FVA240−32.2表 3 齿轮箱飞溅润滑高转速工况参数Tab.3 High speed operating condition parameters of gearboxsplash lubrication工况θ /℃h /mmn w /(r·min −1)润滑油型号160−20.01 444FVA3260−20.03 474FVA3390−20.01 444FVA3490−20.03 474FVA35120−20.01 444FVA36120−20.03 474FVA3表 4 不同型号润滑油的密度与黏度Tab.4 Density and viscosity of different types of lubricants型号ISO VG ρ/(kg·m −3)γ/(mm 2·s −1)θ=40 ℃θ=60 ℃θ=90 ℃θ=100 ℃θ=120 ℃FVA310086495401510.75FVA23285532−−5.4−图 3 FZG 齿轮试验机示意图Fig.3 Schematic diagram of FZG gear testing rig第 5 期刘桓龙, 等：齿轮箱飞溅润滑流场分布和搅油力矩损失[J]. 浙江大学学报：工学版,2021, 55(5): 875–886.879t s 每种工况求解至从动轮旋转10圈为止. 求解耗时如表5所示. 表中，为耗时.d p t p 数值仿真几何模型参数与上述FZG 实验箱参数保持一致，几何模型主要包括齿轮箱壳体、主动轮、从动轮、空气域和液体域. 在数值仿真前，对液体域进行粒子化，不同液位高度下MPS 粒子个数如表6所示. 仿真几何模型半剖图如图4所示. 参考文献[14]中使用SPH 粒子法对FZG 试验台进行数值仿真，其仿真的基本参数如表7所示.表中，为粒子直径，为仿真物理时长.表 5 齿轮箱飞溅润滑不同工况求解耗时Tab.5 Computational time of gearbox splash lubrication un-der different operating conditions低转速工况t s /h高转速工况t s /h1140.2123.6276.7214.7361.0326.24153.3417.1585.3530.1642.3619.57171.4−−8101.1−−990.1−−3 流场分析为了验证MPS 法在齿轮箱飞溅润滑油液分布上的细节表现和预测能力，选取低转速工况下，油温为40 ℃时的6种工况结果进行分析.3.1 流场分布对粒子化的油液进行表面化后处理，使得仿真结果在液体的形态特征上表现得更加贴切. 将获得的6种工况的数值仿真结果（润滑油分布图片）与文献[4]采集的高速摄像FZG 试验机搅油图片进行对比分析，以验证MPS 法在流场分布形态预测上的准确性. 仿真图片与实验图片中的齿轮旋转状态选取为同一时刻. 如图5所示为主动轮旋转0.450圈时的油液分布形态. 仿真与试验对比如图6、7所示. 图6中从左至右3种工况展示的分别为主动轮旋转至0.360、0.376、0.450圈时的油液分布形态；图7中从左至右3种工况展示的分别为主动轮旋转至0.360、0.412、0.386圈时的油液分布形态.由图5可以看到，由于齿轮副的旋转，浸没在润滑油中的轮齿产生低压区，箱体上部的空气被吸入油中，在轮齿附近产生大小不一的气泡，甚至在齿顶圆周处形成明显的弧形气液交界线. 随着齿轮旋转角度的增大，可以看到，一部分油液由于黏性附着在轮齿根部，在轮齿上形成一个月牙形区域，而从动齿轮更多的浸没在油液中，相对于主动齿轮，其月牙形区域覆盖面积更大，表现得更明显；另一部分油液由于齿轮旋转时离心力的作用和液体表面张力的作用，在主从动轮两侧的齿顶处分别形成清晰可见的油迹.在图6、7中，从动轮侧面的每一个齿顶上均有一条清晰均匀的油迹，而主动齿轮侧面的油迹相对散乱，这是由于齿轮运转时，主动轮受到的离心力较大，约为从动轮的1.5倍，导致黏着在轮齿上的油液受到更大的作用力而更容易向外飞溅. 分别对比圆周转速v t =0.9、1.4、2.1 m/s 的工况，可以发现速度越大，齿轮侧面的油迹被甩开的张角越大，油液被甩的越远；同时，油迹的形状由圆表 6 齿轮箱飞溅润滑不同液位高度下粒子数Tab.6 Number of particles in gearbox with splash lubricationat different liquid levelsh /mm粒子数/个−32.2565 538−20.0383 103表 7 SPH 法数值仿真基本参数Tab.7 Basic parameters of SPH numerical simulationn w /(r·min −1)硬件d p /mm t p /s∆t /st s /h1 444NVIDIA Tesla K40m 1.02 1.9×10−6723 474NVIDIA Tesla K40m1.029.1×10−792图 4 齿轮箱飞溅润滑仿真几何模型Fig.4 Geometric model of gearbox splash lubrication880浙 江 大 学 学 报（工学版）第 55 卷v t v t v t v t 滑连续变得零散间断，甚至油迹消失，在空中形成散乱分布的油粒. 这是由于=1.4 m/s 时齿轮所受离心力为=0.9 m/s 时的2.25倍，=2.1 m/s 时所受离心力为=1.4 m/s 时的2.25倍. 速度增大，齿轮所受离心力逐渐增大，油液更容易脱离齿轮而向外飞溅.为了分析黏度对油液飞溅分布的影响，设置FVA3和FVA2这2种型号润滑油的对比工况，在40 ℃时，两者的密度相近，而FVA2动力黏度约为FVA3的1/3. 对比图6、7，可以看出，由于低黏气泡油迹月牙形图 5齿轮箱飞溅润滑油液形态分布Fig.5 Oil distribution of gearbox splash lubrication(a)数值仿真结果(b) 实验结果[4]图 6 FVA3型润滑油时齿轮箱飞溅润滑仿真与试验对比图Fig.6 Comparison of simulation and test of gearbox splash lubrication with FVA3 lubricant(a)数值仿真结果(b)实验结果[4]图 7 FVA2型润滑油时齿轮箱飞溅润滑仿真与试验对比图Fig.7 Comparison of simulation and test of gearbox splash lubrication with FVA3 lubricant第 5 期刘桓龙, 等：齿轮箱飞溅润滑流场分布和搅油力矩损失[J]. 浙江大学学报：工学版,2021, 55(5): 875–886.881度润滑油的抗剪切应力能力较差，在油液分布形态上存在3点区别. 1）当润滑油黏度较高时，齿顶形成的油迹厚而连续，当黏度较低时，形成的油迹薄而间断，甚至呈油粒状. 2）当润滑油黏度较高时，轮齿附近产生的气泡数量少、体积大且形状规整；当黏度较低时，轮齿附近产生的气泡数量变多，体积变小且形状不规则. 3）当润滑油黏度较高时，黏着在轮齿根部的月牙形油液区域面积大，说明其从轮齿上滑落的速度慢；当黏度较低时，月牙形区域面积明显变小，且形状接近于弓形，说明油液滑落的速度快.对比试验所得的图片，可以看到数值仿真方法可以较准确地捕捉到浸没在油液中的齿间气泡以及在齿轮对两侧散开的弧形油迹之类的油液分布细节特征，同时可以清晰表现出不同转速和润滑油黏度工况下齿轮箱内油液分布形态的差异，说明MPS 法在齿轮箱飞溅润滑油液分布形态的预测上具有较好效果.3.2 速度场分析相对传统的试验方法，CFD 方法可以容易地获得油液的相关数据信息，比如液体的速度场云图、压力场云图和迹线分布状况等. 为了更好地了解流场特性，提取低转速工况下润滑油速度场分布云图，结果如图8所示.可以看出，在各工况中，具有速度的粒子主要为齿轮搅动区域附近的粒子和被甩到空中的粒子，而齿轮箱中大部分粒子的速度均约为零. 在油位以下齿轮附近的粒子速度较低，随着其被旋转的齿轮逐渐搅起，更多的能量传递到油液粒子中，粒子动量逐渐增大，速度逐渐增大，最终与附着处齿轮的局部速度大小一致. 部分齿顶处粒子在速度等于齿顶圆圆周速度后，在离心力和重力作用下脱离齿顶，并在惯性作用下继续飞溅. 这表明该计算具有较好的物理一致性，因为根据Stocks 黏性条件，运动壁上的牛顿流体粒子的速度与壁速相同.此外，与预想的一样，在润滑油黏度一定时，随着齿轮转速的提高，润滑油粒子的速度逐渐增加. 在40 ℃时，FVA3型号润滑油黏度约为FVA2的3倍；在100 ℃时，FVA3型号润滑油黏度约为40 ℃时FVA2润滑油的1/3. 对比分析图8可以看v t =0.9 m/s FV A3 40℃v t =1.4 m/s FV A3 40℃v t =2.1 m/s FV A3 40℃v t =0.9 m/s FV A2 40℃v t =1.4 m/s FV A2 40℃v t =2.1 m/s FV A2 40℃v t=0.9 m/s FV A3 100℃v t =1.4 m/s FV A3 100℃v t =2.1 m/s FV A3 100℃0.71.42.12.8v /(m·s −1)图 8 齿轮箱飞溅润滑不同工况下速度场分布图Fig.8 Distribution of velocity field of gearbox splash lubrication under different operating conditions882浙 江 大 学 学 报（工学版）第 55 卷。
齿轮箱油位知多少
齿轮箱油位知多少
一个动设备管理人员也来说说齿轮箱润滑油量的问题
在别的帖子里回复了几位，在此专门开帖说明一下：我从事多年的动设备管理工作，就我说了解的润滑知识说一下齿轮箱齿轮润滑的问题。
不知道是不是适用于汽车变速箱，但绝对适用于工厂里的变速箱。
齿轮润滑与其他设备的润滑是不同的，因为齿轮啮合时结合面承受的压力非常大，也就需要润滑油的粘度稍高于其他的设备润滑油（与变速箱负载及工作温度有关，负载大润滑油粘度就要适当加大）。
齿轮箱中油加多了的话，齿轮高速旋转会剧烈搅动润滑油，液滴与物体的剧烈碰撞会造成润滑油温度升高，粘度降低。
齿轮油正常时粘度较高，粘度降低过多会造成齿轮齿面之间润滑油膜的强度不足，油膜容易被破坏，导致相互啮合的齿轮两金属面直接接触，过早的造成齿轮的损坏。
一般加齿轮油只要将大齿轮的齿没过（指最下面的齿，好像转速高时只需没齿高的3/4）
同时润滑油剧烈搅动会造成油中气泡数量增加，有气泡就会影响润滑油膜的形成，降低润滑油膜的强度。
这点不知能不能理解。
从各位的发言可以看出即使加到注油口流油，液面高度也不会太高，坏处也应该不大（猜测啊）
现在的问题只要能证明厂家确实按标准加了油就可以了，所以还需要厂家出来具体检测方案，才能平息大家的疑问。
2011-3-2 16:38:15。