齒輪傳動時,相嚙合的齒面間有相對滑動,因此就要發生摩擦和磨損,增加動力消耗,降低傳動效率,特別是高速傳動,就更需要考慮齒輪的潤滑。
輪齒嚙合面間加註潤滑劑,可以避免金屬直接接觸,減少摩擦損失,還可以散熱及防鏽蝕。因此,對齒輪傳動進行適當的潤滑,可以大為改善齒輪的工作狀況,且保持運轉正常及預期的壽命。
(一)齒輪傳動的潤滑方式
開式及半開式齒輪傳動,或速度較低的閉式齒輪傳動,通常用人工周期性加油潤滑,所用潤滑劑為潤滑油或潤滑脂。
通用的閉式齒輪傳動,其潤滑方法根據齒輪的圓周大小而定。當齒輪的圓周速度v<12m/s時,常將大齒輪的輪齒進入油池中進行浸油潤滑(下左圖)。這樣,齒輪在傳動時,就把潤滑油帶到嚙合的齒面上,同時也將油甩到箱壁上,藉以散熱。齒輪浸入油中的深度可視齒輪的圓周速度大小而定,對圓柱齒輪通常不宜超過一個齒高,但一般亦不應小於10mm;對圓錐齒輪應浸入全齒寬,至少應浸入齒寬的一半。在多級齒輪傳動中,可借帶油輪將油帶到未進入油池內的齒輪的齒面上(下右圖)。
油池中的油量多少,取決於齒輪傳遞功率大小。對單級傳動,每傳遞1kW的功率,需油量約為0.35~0.7L 。對於多級傳動,需油量按級數成倍地增加。
當齒輪的圓周速度v>12m/s時,應採用噴油潤滑(下圖),即由油泵或中心油站以一定的壓力供油,借噴嘴將潤滑油噴到輪齒的嚙合面上。當v≤25m/s時,噴嘴位於輪齒嚙入邊或嚙出邊均可;當v>25m/s時,噴嘴應位於輪齒嚙出的一邊,以便借潤滑油及時冷卻剛嚙合過的輪齒,同時亦對輪齒進行潤滑。
(二)潤滑劑的選擇
齒輪傳動常用的潤滑劑為潤滑油或潤滑脂。所用的潤滑油或潤滑脂的牌號按表<齒輪傳動常用的潤滑劑>選取;潤滑油的粘度按下表選取。
齒輪傳動常用的潤滑劑①
註:①表中所列僅為齒輪油的一部分,必要時可參閱有關資料。 |
齒輪傳動的潤滑油粘度薦用值
齒輪材料 | 強度極限σB /MPa | 圓周速度v/(m/s) | ||||||
<0.5 | 0.5-1 | 1-2.5 | 2.5-5 | 5-12.5 | 12.5-25 | >25 | ||
運動粘度υ/(mm/s)(40℃) | ||||||||
塑料、鑄鐵、青銅 | --- | 350 | 220 | 150 | 100 | 80 | 55 | --- |
鋼 | 450-1000 | 500 | 350 | 220 | 150 | 100 | 80 | 55 |
1000-1250 | 500 | 500 | 350 | 220 | 150 | 100 | 80 | |
滲碳或表面淬火的鋼 | 1250-1580 | 900 | 500 | 500 | 350 | 220 | 150 | 100 |
註:1)多級齒輪傳動,採用各級傳動圓周速度的平均值來選取潤滑油粘度;
2)對於σB>800MPa的鎳鉻鋼製齒輪(不滲碳)的潤滑油粘度應取高一檔的數值。