===== 齿轮的润滑 =====
齿轮的润滑, 主要有二个目的:
**1.**
促进齿面间的滑动。\\ 也就是说, 减低齿面间的动摩擦系数。
**2.**
抑制齿面间由摩擦所引起的温度上升。\\ 即冷却齿面。
要想满足上述两个条件, 需要适当地选择润滑方法及润滑油, 以避免润滑不良而引起的故障。
==== 13.1 齿轮的润滑法 ====
齿轮的润滑大致可以分为以下三类:
（1） 润滑脂润滑法\\ （2） 飞溅润滑法( 油浴润滑)\\ （3） 强制润滑法( 循环喷油润滑)
润滑方法需要根据齿轮的使用条件进行适当的选择。 选择的基准主要依据齿轮的圆周速度（m/s）及转数 （rpm）。\\ 通常, 根据圆周速度对润滑法进行分类的话, 应为低 速时使用润滑脂润滑、中速时使用油浴润滑、高速时 使用强制润滑。但是, 这只是一般的原则。有时, 在相 当高的周转速度下, 由于保养等理由仍然采用润滑脂 润滑。\\ 表13.1 中, 列出了三种润滑法所适用的圆周速度范围。 低速轻载荷的齿轮, 可以使用润滑脂。但是, 需要定 期地补充润滑脂, 特别是在开放型结构中使用时。\\ 润滑油经长时间使用会发生劣化、油量减少等。定期 的检查、交换及补充非常必要。断油及使用不合适的 润滑油是造成齿面的烧结、胶合等齿面损伤的原因。 对于在高速、重载下使用的齿轮及容易产生磨损的蜗 杆蜗轮、交错轴斜齿轮, 需要十分注意选择润滑油的 种类、量及润滑方法。特别是润滑油的选择非常重要。
**表13.1 －(1) 正齿轮及锥齿轮的圆周速度范围（m/s）**
{{ :gear:techref:chapter13_circumferential_speed_range.jpg?nolink | 表13.1 －(1) 正齿轮及锥齿轮的圆周速度范围（m/s） }}
**表13.1 －(2) 蜗杆副的滑动速度范围**
{{ :gear:techref:chapter13_sliding_speed_range.jpg?nolink | 表13.1 －(2) 蜗杆副的滑动速度范围 }}
下面, 就此三种润滑法做以简单的说明。
=== （1）润滑脂润滑法 ===
润滑脂润滑法主要使用在比较低速的开式及闭式齿 轮箱传动中。\\ 关于润滑脂润滑法, 有各种需要注意的问题。这里, 主要介绍下列三点。
**- 选择合适稠度的润滑脂**
特别是密封齿轮箱中, 要保持润滑脂在润滑部位连续流动, 需要选择高流动性润滑脂。
**- 不适合使用在高负荷, 连续运转的场合**
因为润滑脂的冷却效果远远不如润滑油, 所以,在高负荷, 连续工作的条件下, 会出现温度上升的问题。
**- 润滑脂的适量使用**
润滑脂过少, 达不到润滑目的, 相反的, 在密封齿轮箱中, 润滑脂过多会造成搅拌损失过大。
=== （2）飞溅润滑法(油浴式) ===
飞溅润滑法是以齿轮箱做为油箱, 将齿轮浸入到润滑油中至一定深度, 依靠齿轮旋转时溅起的油润滑齿轮及轴承部位。低速传动箱中使用油浴润滑时, 圆周速度应在3m/s 以上。\\ 使用飞溅润滑法( 油浴式) 时, 有许多需要注意的问题。这里就油面的规定及齿轮箱的最高油温做以说明。
**(1) 油面的高度**
使用润滑油的量越多, 搅拌损失也随之增大, 相反, 油量过小则达不到所期待的润滑及冷却效果。表7.2 中, 列出了油面高度推荐值。
油面高度在齿轮开始转动后比静止时要下降, 高度差过大时, 需要采取对策加以改善。比如, 增高静止时的油量或安装油盘等。
**(2) 齿轮箱的极限温度**
齿轮箱内的温度, 随齿轮及轴承的摩擦损失及润滑油的搅拌损失等上升。温度上升会造成各种不良的影响。例如:
● 润滑油的粘度下降\\ ● 润滑油劣化\\ ● 齿轮箱、齿轮、轴等产生变形\\ ● 齿隙减少
最近, 随生产技术的进步, 高性能的润滑油不断增加。\\ 做为大体上的基准80℃ - 90℃左右为极限温度。\\ 超过这个极限温度使用时, 需要采取手段增强齿轮箱的放热性, 以达到冷却齿轮箱的目的。例如, 在齿轮箱内安装散热片, 或在轴上安装风扇送风。
**表13.2 适当的油面高度**
{{ :gear:techref:chapter13_proper_oil_level.jpg?nolink | 表13.1 －(2) 蜗杆副的滑动速度范围 }}
其中h ＝齿高, b ＝齿宽, d2 ＝蜗轮的节径, d1 ＝蜗杆的节径
=== (3) 强制润滑法 ===
强制润滑法是利用油泵直接对啮合部上油润滑。根据上油的方式, 分为滴下式, 喷射式和喷雾式三种。\\ 下面就三种方式做以简单的说明。
**- 滴下式**
利用导管将润滑油直接注入到啮合部。
**- 喷射式**
利用喷油嘴将润滑油直接喷射到啮合部。
**- 喷雾式**
利用压缩空气将润滑油转变成雾状, 喷入轮齿的啮合部位。这种润滑方法特别常用在高速传动时。
强制润滑法因为需要油槽、油泵、过滤器、配管等一系列的配套装置, 所以主要使用在特殊的高速, 大型齿轮装置中。\\ 利用强制润滑法, 可以把经过过滤、冷却、粘度适宜的润滑油适量地送到啮合部, 是最良的齿轮润滑方式。
==== 13.2 齿轮的润滑油 ====
要想使齿轮维持高效率的动力传动, 必须在啮合齿面上形成安定的油膜以防止金属接触。达到此目的,对所使用的润滑油的性能要求及其特性, 列表于13.3。
**表13.3 对润滑油性能的要求**
| 序号 | 特性 | 内容说明 |
| 1 | 适当的\\ 粘度 | 润滑油需要在齿轮的一定转速及温度下保持其适当的粘度, 在齿轮表面形成油膜以达到润滑目的。 |
| 2 | 极压性\\ （抗溶结性） | 对重载荷齿面, 润滑油需要具有防止滑动时产生磨损融结, 擦痕等损伤的作用。 |
| 3 | 热氧化\\ 安定性 | 因为高温及潮湿等原因, 润滑油长期使用容易产生氧化。所以润滑油需要具有良好的抗氧化性能。 |
| 4 | 抗乳化性 | 由于开机, 停机等的温度变化所产生的水蒸气会使润滑油中混入水, 所以, 润滑油需要具有分离沉淀水分的性能。 |
| 5 | 抗泡性 | 齿轮的旋转使被搅拌的润滑油产生气泡, 对油膜的形成产生不利影响。所以, 润滑油需要具有良好的削泡性能。 |
| 6 | 防锈\\ 防腐性 | 润滑油中混入铁锈会造成齿面磨损及加快润滑油的氧化。所以, 润滑油需要具有防锈, 防腐性能。 |
=== （1）润滑油的粘度 ===
选择润滑油时, 最重要的指标是适宜的粘度。关于润滑油的粘度, 在JIS K2001 工业用润滑油粘度分类的标准中做有规定, 表13.4 中列出了工业用润滑油ISO粘度等级。
**表13.4 工业用润滑油ISO 粘度等级(JIS K 2001)**
| ISO\\ 粘度等级 | 运动粘度中心值\\ 10－6m2/s（cSt）\\ （40℃） | 运动粘度范围\\ 10－6m2/s（cSt）\\ （40℃） |
| ISO VG 2 | 2.2 | 1.98以上 2.42以下 |
| ISO VG 3 | 3.2 | 2.88以上 3.52以下 |
| ISO VG 5 | 4.6 | 4.14以上 5.06以下 |
| ISO VG 7 | 6.8 | 6.12以上 7.48以下 |
| ISO VG 10 | 10 | 9.0以上 11.0以下 |
| ISO VG 15 | 15 | 13.5以上 16.5以下 |
| ISO VG 22 | 22 | 19.8以上 24.2以下 |
| ISO VG 32 | 32 | 28.8以上 35.2以下 |
| ISO VG 46 | 46 | 41.4以上 50.6以下 |
| ISO VG 68 | 68 | 61.2以上 74.8以下 |
| ISO VG 100 | 100 | 90.0以上 110以下 |
| ISO VG 150 | 150 | 135以上 165以下 |
| ISO VG 220 | 220 | 198以上 242以下 |
| ISO VG 320 | 320 | 288以上 352以下 |
| ISO VG 460 | 460 | 414以上 506以下 |
| ISO VG 680 | 680 | 612以上 748以下 |
| ISO VG 1000 | 1000 | 900以上 1100以下 |
| ISO VG 1500 | 1500 | 1350以上 1650以下 |
| ISO VG 2200 | 2200 | 1980以上 2420以下 |
| ISO VG 3200 | 3200 | 2880以上 3520以下 |
=== （2）选择润滑油 ===
根据用途, 润滑油有各种不同的分类。工业用分为2种、汽车用分为3 种。此外, 根据粘度等级有更细致的分类。（表13.5的内容摘自JIS K 2219－1993润滑油标准）
**表13.5 润滑油的种类及用途**
| 种类 ||| 用途 |
| 工\\ 业\\ 用 | 1类 | ISO VG 32 | 主要使用在一般机械用负载较轻的闭式齿轮机构。 |
| ::: | ::: | ISO VG 46 | ::: |
| ::: | ::: | ISO VG 68 | ::: |
| ::: | ::: | ISO VG 100 | ::: |
| ::: | ::: | ISO VG 150 | ::: |
| ::: | ::: | ISO VG 220 | ::: |
| ::: | ::: | ISO VG 320 | ::: |
| ::: | ::: | ISO VG 460 | ::: |
| ::: | 2类 | ISO VG 68 | 主要使用在一般机械·压延机械的中·重载的闭式齿轮机构。 |
| ::: | ::: | ISO VG 100 | ::: |
| ::: | ::: | ISO VG 150 | ::: |
| ::: | ::: | ISO VG 220 | ::: |
| ::: | ::: | ISO VG 320 | ::: |
| ::: | ::: | ISO VG 460 | ::: |
| ::: | ::: | ISO VG 680 | ::: |
选择齿轮装置中使用的粘度适宜的润滑油时, 请参考JIS、JGMA、AGMA 等的标准及润滑油生产厂家的资料及网上的情报。\\ 表13.6 为润滑油生产厂家推荐的闭式齿轮润滑油适宜粘度。
**表13.6 闭式齿轮油的适合粘度推荐值**
| 小齿轮\\ 转数\\ （rpm） | 马力\\ （PS） | 减速比10 以下 || 减速比超过10 ||
| ::: | ::: | cSt\\ (40℃) | ISO\\ 粘度等级 | cSt\\ (40℃) | ISO\\ 粘度等级 |
| 300 以下 | 30 以下 | 5 - 234 | 150, 220 | 180 - 279 | 220 |
| ::: | 30 - 100 | 180 - 279 | 220 | 216 - 360 | 220,320 |
| ::: | 100 以上 | 279 - 378 | 320 | 360 - 522 | 460 |
| 300\\ %%|%%\\ 1,000 | 20 以下 | 81 - 153 | 100,150 | 117 - 198 | 150 |
| ::: | 20 - 75 | 117 - 198 | 150 | 180 - 279 | 220 |
| ::: | 75 以上 | 180 - 279 | 220 | 279 - 378 | 320 |
| 1,000\\ %%|%%\\ 2,000 | 10 以下 | 54 - 117 | 68,100 | 59 - 153 | 68,100,150 |
| ::: | 10 - 50 | 59 - 153 | 68,100,150 | 135 - 198 | 150 |
| ::: | 50 以上 | 135 - 198 | 150 | 189 - 342 | 220,320 |
| 2,000\\ %%|%%\\ 5,000 | 5 以下 | 27 - 36 | 32 | 41 - 63 | 46 |
| ::: | 5 - 20 | 41 - 63 | 46 | 59 - 144 | 68,100 |
| ::: | 20 以上 | 59 - 144 | 68,100 | 95 - 153 | 100,150 |
| 5000 以上 | 1 以下 | 9 - 31 | 10,15,22 | 18 - 32 | 22,32 |
| ::: | 1 - 10 | 18 - 32 | 22,32 | 29 - 63 | 32,46 |
| ::: | 10 以上 | 29 - 63 | 32,46 | 41 - 63 | 46 |
**注1．**
齿轮的种类为正齿轮、斜齿齿轮、锥齿轮及弧齿锥齿轮, 工作温度（油温）为10 - 50℃的场合。
**注2．**
润滑方式为循环或飞溅润滑。
根据润滑油的用途（正齿轮、蜗轮用等）以及使用条件（装置的大小、环境温度等）选择适合的粘度后, 从润滑油生产厂家的资料中决定润滑油牌号。表13.7 是有代表性的润滑油生产厂家的工业用齿轮油牌号一例, 仅供参考。
**表13.7 工业用齿轮油一例**
| JIS 齿轮油 ||| 出光 | COSMO | JAPAN ENERGY | SHOWA SHELL | 新日本石油 | 新日本石油MOBILE |
| 工\\ 业\\ 用 | 1\\ 类 | ISO VG\\ 32 | Daphne Super\\ Multi Oil 32 | New Mighty Super 32\\ COSMO All Purpose 32 | JOMO\\ Lathus 32 | Shell\\ Tellus Oil C 32 | Super Mulpus\\ DX32 | Mobil DTE Oil\\ Light |
| ::: | ::: | ISO VG\\ 68 | Daphne Super\\ Multi Oil 68 | New Mighty Super 68\\ COSMO All Purpose68 | JOMO\\ Lathus 68 | Shell\\ Tellus Oil C 68 | Super Mulpus\\ DX68 | Mobil DTE Oil\\ Heavy Medium |
| ::: | ::: | ISO VG\\ 100 | Daphne Super\\ Multi Oil 100 | New Mighty Super 100\\ COSMO All Purpose100 | JOMO\\ Lathus 100 | Shell\\ Tellus Oil C 100 | Super Mulpus\\ DX100 | Mobil DTE Oil\\ Heavy |
| ::: | ::: | ISO VG\\ 150 | Daphne Super\\ Multi Oil 150 | New Mighty Super 150 | JOMO\\ Lathus 150 | Shell\\ Tellus Oil C 150 | Super Mulpus\\ DX150 | Mobil Vacuoline\\ 528 |
| ::: | 2\\ 类 | ISO\\ VG100 | Daphne Super\\ Multi Oil 100 | COSMO Gear SE100\\ COSMO ECO Gear EPS100 | JOMO\\ Reductus 100 | Shell\\ Omala Oil 100 | BONNOC M100\\ BONNOC AX100 | Mobil gear 600\\ XP 100 |
| ::: | ::: | ISO\\ VG150 | Daphne Super\\ Multi Oil 150 | COSMO Gear SE150\\ COSMO ECO Gear EPS150 | JOMO\\ Reductus 150 | Shell\\ Omala Oil 150 | BONNOC M150\\ BONNOC AX150 | Mobil gear 600\\ XP 150 |
| ::: | ::: | ISO\\ VG220 | Daphne Super Multi Oil 220 | COSMO Gear SE220 COSMO ECO Gear EPS220 | JOMO\\ Reductus 220 | Shell\\ Omala Oil 220 | BONNOC M220\\ BONNOC AX220 | Mobil gear 600\\ XP 220 |
| ::: | ::: | ISO\\ VG320 | Daphne Super\\ Gear Oil 320 | COSMO Gear SE320\\ COSMO ECO Gear EPS320 | JOMO\\ Reductus 320 | Shell\\ Omala Oil 320 | BONNOC M320\\ BONNOC AX320 | Mobil gear 600\\ XP 320 |
| ::: | ::: | ISO\\ VG460 | Daphne Super Gear Oil 460 | COSMO Gear SE460\\ COSMOECO Gear EPS460 | JOMO\\ Reductus 460 | Shell\\ Omala Oil 460 | BONNOC M460\\ BONNOC AX460 | Mobil gear 600\\ XP 460 |
| ::: | ::: | ISO\\ VG680 | Daphne Super\\ Gear Oil 680 | COSMO Gear SE680 | JOMO\\ Reductus 680 | Shell\\ Omala Oil 680 | BONNOC M680\\ BONNOC AX680 | Mobil gear 600\\ XP 680 |
=== （3）选择蜗杆蜗轮油 ===
根据润滑油的用途（正齿轮、蜗轮用等）以及使用条件（装置的大小、环境温度等）选择适宜粘度后,从润滑油生产厂家的资料中决定润滑油牌号。\\ 表13.8 是根据JGMA405-01(1978) 圆柱蜗杆蜗轮的强度计算所推荐的蜗杆蜗轮油粘度参考值。\\ 表13.9 是有代表性的润滑油生产厂家的蜗杆蜗轮油牌号一例。
****
**表13.8 蜗杆蜗轮油适宜粘度参考值 单位：cSt (37.8℃）**
| 运转油温 || 滑动速度 m/s |||
| 运转最高油温 | 起动时油温 | 2.5 以下 | 2.5 以上 5 以下 | 5 以上 |
| 0℃以上\\ 10℃以下 | － 10℃以上\\ 0℃以下 | 110 - 130 | 110 - 130 | 110 - 130 |
| ::: | 0℃以上 | 110 - 150 | 110 - 150 | 110 - 150 |
| 10℃以上\\ 30℃以下 | 0℃以上 | 200 - 245 | 150 - 200 | 150 - 200 |
| 30℃以上\\ 55℃以下 | 0℃以上 | 350 - 510 | 245 - 350 | 200 - 245 |
| 55℃以上\\ 80℃以下 | 0℃以上 | 510 - 780 | 350 - 510 | 245 - 350 |
| 80℃以上\\ 100℃以下 | 0℃以上 | 900 - 1100 | 510 - 780 | 350 - 510 |
**表13.9 蜗杆蜗轮油一例**
| 粘度 | 出光 | COSMO | JAPAN ENERGY | SHOWA SHELL | 新日本石油 | MOBILE |
| ISO VG150 | Daphne Super\\ Multi Oil 150 | — | JOMO\\ Reductus 150 | Shell\\ Omala Oil 150 | BONNOC M150 | Mobil gear 629 |
| ISO VG220 | Daphne Super Multi Oil 220 | COSMO Gear W220 | JOMO\\ Reductus 220 | Shell\\ Omala Oil 220 | BONNOC M220 | Mobil gear 630 |
| ISO VG320 | Daphne Super\\ Gear Oil 320 | COSMO Gear W220 | JOMO\\ Reductus 320 | Shell\\ Omala Oil 320 | BONNOC M320 | Mobil gear 632 |
| ISO VG460 | Daphne Super Gear Oil 460 | COSMO Gear W220 | JOMO\\ Reductus 460 | Shell\\ Omala Oil 460 | BONNOC M460 | Mobil gear 634 |
| ISO VG680 | Daphne Super\\ Gear Oil 680 | — | JOMO\\ Reductus 680 | Shell\\ Omala Oil 680 | BONNOC M680 | Mobil gear 636 |
=== （4）润滑脂的选用 ===
下面介绍根据齿轮种类及使用条件（速度和载荷）选用齿轮用润滑脂的方法。
== (1)下述使用条件为采用润滑脂润滑的适用范围。 ==
**=>**
速度条件\\ 滚动摩擦：最大约 7m/s\\ 滑动摩擦：最大约 5m/s
**=>**
温度条件\\ 使用环境：0 - 80℃左右
== (2)根据下面的＜润滑脂选用流程＞，选择齿轮适用的表格。 ==
**＜润滑脂选用流程＞**
{{ :gear:techref:chapter13_grease_selection_process.jpg?nolink | 润滑脂选用流程 }}
== (3)从选择的表A 或表B 中根据载荷、材质选择润滑脂。 ==
**表A 适用于滚动摩擦的推荐润滑脂**
材质 / 载荷
低载荷
中载荷
高载荷
100kgf以下
100 - 1,000kgf
1,000kgf以上
钢
锂基润滑脂\\ LM-0616
EP 润滑脂\\ LM-0633
防锈润滑脂\\ LM-190
ADMAC Gear\\ LM-45
Super spray grease\\ GJS-1001
Paste spray\\ GJS-0801
铜合金
U 润滑脂\\ LM-160
ADMAC Gear\\ LM-45
Paste spray\\ GJS-0801
塑料
白色润滑脂\\ LM-3302F
**表B 适用于滑动摩擦的推荐润滑脂**
材质 / 载荷
低载荷
中载荷
高载荷
100kgf以下
100 - 1,000kgf
1,000kgf以上
钢
U 润滑脂\\ LM-160
ADMAC Gear\\ LM-45
Super spray grease\\ GJS-1001
Paste spray\\ GJS-0801
铜合金
U 润滑脂\\ LM-160
ADMAC Gear\\ LM-45
Paste spray\\ GJS-0801
塑料
白色润滑脂\\ LM-3302F
**表13.11 润滑脂一览表**
| 品名 || 型号 | 稠度 | 固体润滑剂种类 | 容器 | 颜色 | 特点 |
| {{ :gear:techref:chapter13_11_01.jpg?nolink | Super spray grease }} | Super spray grease | GJS-1001 | 按钮式\\ 喷雾器 | 有机钼 | 300ml\\ 喷雾罐 | 淡黄色 | 锂基润滑脂中添加有机钼制成的不黑的喷雾型润滑脂。 |
| {{ :gear:techref:chapter13_11_02.jpg?nolink | Paste spray }} | Paste spray | GJS-0801 | 按钮式\\ 喷雾器 | 二硫化钼 | 300ml\\ 喷雾罐 | 灰黑色 | 添加高浓度二硫化钼，初始磨合性与耐烧结性优异。 |
| {{ :gear:techref:chapter13_11_03.jpg?nolink | Dry coat spray }} | Dry coat spray | GJS-0901 | 按钮式\\ 喷雾器 | 二硫化钼 | 300ml\\ 喷雾罐 | 灰黑色 | 可通过喷雾简单形成干燥覆膜，最适合需要避开油类的场所。 |
| {{ :gear:techref:chapter13_11_04.jpg?nolink | 锂基润滑脂 }} | 锂基润滑脂 | LM-0616 | №2 | — | 16kg\\ 桶装 | 淡褐色 | 缺点最少的万能型润滑脂，最适合用于低载荷齿轮。 |
| {{ :gear:techref:chapter13_11_05.jpg?nolink | EP 润滑脂 }} | EP 润滑脂 | LM-0633 | №2 | — | 16kg\\ 桶装 | 淡黄色 | 锂基润滑脂中添加极压添加剂（EP 剂）制成，耐负载性优异。 |
| {{ :gear:techref:chapter13_11_06.jpg?nolink | ADMAC Gear }} | ADMAC Gear | LM-45 | №2 | 二硫化钼 | 16kg\\ 桶装 | 灰黑色 | 具有粘稠性、附着性的脲基润滑脂，耐水性、耐热性、耐磨损性优异。 |
| {{ :gear:techref:chapter13_11_07.jpg?nolink | U 润滑脂 }} | U 润滑脂 | LM-160 | №2 | 二硫化钼 | 16kg\\ 桶装 | 灰黑色 | 通用型脲基润滑脂，耐热性、耐水性、防锈性优异。 |
| {{ :gear:techref:chapter13_11_08.jpg?nolink | 防锈润滑脂 }} | 防锈润滑脂 | LM-190 | №2 | — | 16kg\\ 桶装 | 淡褐色 | 采用特殊复合肥皂作为增稠剂的润滑脂，不仅防锈性强，还具有优异的耐负载性、耐水性、机械稳定性。 |
| {{ :gear:techref:chapter13_11_09.jpg?nolink | 白色润滑脂 }} | 白色润滑脂 | LM-3302F | №2 | 氟化合物\\ （PTFE） | 16kg\\ 桶装 | 白色 | 合成油基的工程塑料用润滑脂，添加了摩擦系数极低的PTFE。 |
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