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1、齿轮传动装置的润滑设计目录91 概述911 齿轮润滑的特点及润滑剂的作用9111 齿轮润滑的特点9112 齿轮润滑剂的作用及应具备的性质912 齿轮的润滑状态9121 油膜比厚9122 齿轮的润滑状态913 润滑对齿轮传动的影响及其策略9131 润滑剂是齿轮设计的重要参数9132 齿轮润滑的策略92 齿轮润滑油（脂）和添加剂921 工业齿轮油的分类9211 工业闭式齿轮油的分类9212 工业开式齿轮油的分类9213 蜗轮蜗杆油的分类9214 高速齿轮润滑的分类9215 ISO及AGMA对工业齿轮油的分类922 车辆齿轮油的分类9221 车辆齿轮油的黏度分类9222 车辆齿轮油的质量等级分类92
2、23 车辆齿轮油的发展过程923 工业齿轮油的规格标准9231 工业闭式齿轮油、蜗轮蜗杆油和工业开式齿轮油的规格标准9232 汽轮机油（高速齿轮润滑油）的规格标准924 车辆齿轮油的规格标准925 润滑油添加剂9251 抗氧剂和抗氧抗腐剂9252 黏度指数改进剂9253 油性剂和极压抗磨剂9254 降凝剂9255 防锈剂9256 抗泡剂9257 抗乳化剂93 齿轮传动装置的润滑油选用方法931 选用齿轮润滑油应考虑的因素932 工业齿轮润滑油的使用要求933 工业闭式齿轮的润滑油选用方法（包括高速齿轮的润滑）9331 润滑油种类的选择9332 润滑油黏度的选择9333 润滑方式的选择934 蜗
3、轮蜗杆传动的润滑油选用方法9341 蜗轮蜗杆油种类的选择9342 蜗轮蜗杆油黏度的选择9343 蜗杆传动装置润滑方式的选择935 工业开式齿轮传动的润滑油（脂）选用方法936 车辆齿轮润滑油的选用方法9361 车辆齿轮润滑油种类的选择9362 车辆齿轮油黏度的选择937 齿轮润滑油的质量监控和换油指标9371 齿轮润滑油的质量监控9372 齿轮油的换油指标94 齿轮传动装置的润滑方式941 油浴润滑942 循环喷油润滑943 油雾润滑944 离心润滑945 润滑脂润滑946 固体润滑附录1工业用润滑油黏度牌号2齿轮油常用黏度级的换算3国内外（部分公司）抗氧防锈工业齿轮油产品牌号对照表4国内外（
4、部分公司）中负荷工业齿轮油产品牌号对照表5国内外（部分公司）重负荷工业齿轮油产品牌号对照表6世界各主要石油公司车辆齿轮传动用油产品互换表第九章 主要代号1 油膜比厚 最小油膜厚度 两个啮合齿轮的表面粗糙度综合值 小齿轮的齿面粗糙度值Ra或RZ 大齿轮的齿面粗糙度值Ra或RZ 润滑油的压黏系数 /N 润滑油的动力黏度 PaS 综合弹性模量 MPa 单位齿宽上的载荷 N/mm 卷吸速度 m/s 两个滚子的相对曲率半径 润滑油的运动黏度 mm2/s 齿轮节圆线速度，圆周速度 m/s 齿面滑动速度 m/s 齿面接触应力 MPa 节点区域系数 弹性系数 接触强度计算的重合度系数 接触强度计算的螺旋角系数
5、 端面内分度圆周上的名义切向力 N 小齿轮分度圆直径 mm 小齿轮的节圆直径 mm 齿宽 mm 使用系数 动载系数 接触强度计算的齿向载荷分布系数 接触强度计算的齿间载荷分配系数 齿数比，=z2/z1 齿面接触负荷系数 MPa 小齿轮的转速 r/min 力-速度因子 Nmin/m2 输出转矩 Nm第九章 齿轮传动装置的润滑设计91 概述 我们知道，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
6、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。一直到了二十世纪六十年代，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。润滑剂不但能降低摩擦，提高传动效率，还具有减振、降噪、散热的作用。润滑油是齿轮传动装置的血液。因此，如何进行润滑设计，怎样
7、正确合理地选用润滑剂是本章的主要内容。本章首先介绍了齿轮润滑剂的作用，这是齿轮润滑设计的基础知识，接着介绍了齿轮润滑剂的分类和质量标准，供设计者选用。本章介绍的齿轮润滑剂选用方法是进行润滑设计的主要依据。这些方法和规范是国内外润滑技术的总结，选材上注意了方法的实用性和先进性。最后介绍了齿轮装置的润滑方式，供设计者参考。911 齿轮润滑的特点及润滑剂的作用9111 齿轮润滑的特点一对齿轮的运动是通过一对一对的齿面啮合运动来完成的，一对啮合齿面的相对运动又包含滚动和滑动，对于传递动力的齿轮，要研究齿轮的受力和变形，需要应用力学知识，齿轮两齿面之间有润滑油，又涉及到流体力学的知识，如果研究润滑剂与齿
8、轮表面相互作用生成的表面膜，需要物理、化学方面的知识。因此，在有润滑剂的条件下，要真实全面的反映齿轮传动的运动学和动力学问题都必须考虑润滑剂的存在。计入润滑剂的齿轮设计，是更加全面和完善的齿轮设计。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，滑动量和滚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5001000Mpa.（4）与滑动
9、轴承相比，渐开线齿轮的诱导曲率小，因此形成油楔条件差。（5）齿轮的材料性质，尤其是表面粗糙度，表面硬度等对齿轮的润滑状态影响很大。（6）齿轮传动的润滑方式，对润滑效果有直接影响，必须加以重视。（7）齿轮的几种主要失效形式，例如点蚀、胶合、磨损等都和润滑剂有着重要关系。9112 齿轮润滑剂的作用及应具备的性质常见润滑剂有润滑油、润滑脂。此外还有固体、气体润滑剂。水也是一种润滑剂，但由于它对金属有腐蚀作用，不适合作为金属齿轮的润滑剂。由于润滑油的应用最为广泛，所以本章的润滑设计主要讨论应用齿轮润滑油的润滑设计。（1）齿轮润滑剂的作用减少摩擦 如果两齿面被润滑剂流体膜隔开，则避免了金属与金属的直接接
10、触，把干摩擦变成了液体摩擦。或者由于形成了物理、化学吸附膜减少摩擦，避免齿轮点蚀和胶合的发生。散热 润滑油可以把啮合产生的热量带走，避免温度过高引起的胶合等齿面损伤的发生。防锈 润滑剂覆盖了齿轮和其他零件表面，起到了隔绝空气，避免齿轮的氧化锈蚀。降低振动冲击和噪声 由于润滑剂的粘滞性，能起到降低齿轮振动、冲击和噪声的作用。排除污物 润滑油能冲刷齿面上的磨粒和杂质，带走油池或润滑系统中的污物，保证齿面的清洁，减少磨损。（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：具有合适的黏度与流动性，以适用于不同的工况条件具有良好的抗磨性，以保持一定的承载能力具有良好的氧化安定性，
11、使油不氧化，不变黏，不变质，不堵塞油路。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。抗泡性 良好的抗泡性能使混入油中的空气顺利地逸出，否则，油中的气泡使摩擦表面供油不足导致磨损或胶合。在循环润滑系统中，抗泡性差的油会引起油的流量减少，降低散热效果。防锈性 防锈性主要是具有保护齿轮齿面不生锈的性能。抗腐蚀性 润滑剂的腐蚀性主要来源于油中的酸性物质，这些物质对金属具有腐蚀性。所以齿轮润滑剂应具有良好的抗腐蚀性。无毒性 润滑剂应对人体无害，保障操作人员的
12、安全。912 齿轮的润滑状态9121 油膜比厚摩擦学中常用油膜比厚的概念来描述润滑状态。油膜比厚是齿面之间的最小油膜厚度与两齿面综合粗糙度之比。其数学表达式为=hmin/ (9-1)式中 油膜比厚；hmin最小油膜厚度；=， 其中 ，分别为小齿轮和大齿轮的表面粗糙度。油膜厚度与油品本身的性质、齿轮的几何形状、负荷、速度、材料、工作条件等有关。油膜比厚越大，润滑剂分离两个啮合齿面的趋势就越强。9122 齿轮的润滑状态20世纪以来，许多学者研究用油膜比厚来区分润滑状态，得到图9-1所示的润滑状态图。在有润滑剂润滑的条件下，根据图9-1，齿轮传动具有以下三种润滑状态。（1）边界润滑当1，齿轮传动处于
13、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13，齿轮传动处于全膜润滑状态，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hmin=2.650.54(0)0.7120.43E-0.03W-0.13 (9-2)式中 润滑油的压黏系数； m2/N 0润滑油的动力粘度；PaSE综合弹性模量；MPaW单位齿宽上的载荷；N/mm 卷吸速度， = (1+2)/2, 1, 2分别为两接触体的圆周速度；m/s12两个滚子的相对曲率半径。mm对于齿轮传动而言，在整个啮合过程中，曲率半径和卷吸速度等随时间变化，因此各接触点的油膜厚度都不一样。作者导出了整个齿轮啮合过程中油膜厚度的计算式，得出以下结论：1）沿啮合线，相对曲率半径呈抛物线规律变化；2）沿啮合线，卷吸速度呈线性规律变化；3）在
