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齒輪工作所需潤滑油量計算及設(shè)計考慮

來源:上海茂碩機(jī)械設(shè)備有限公司   2024年12月20日 13:03  

我們知道齒輪的油潤滑方式通常有攪油潤滑(油浴潤滑)和強(qiáng)制潤滑(循環(huán)油潤滑)兩種方式。齒輪工作所需油量主要有潤滑和冷卻兩個方面的作用,其中齒輪潤滑所需油量較少,約占總油量20%左右;大部分潤滑油量主要用于齒輪的冷卻,帶著其工作產(chǎn)生的熱量,約占總油量的80%左右。油量過少會導(dǎo)致齒輪潤滑不足,容易引起齒輪早期失效或磨損,油量過多會增加攪油損失,降低齒輪箱的效率,那么我們在齒輪箱設(shè)計時,齒輪的潤滑油量是如何確定的呢?

1)攪油潤滑的油量

攪油潤滑通常是以齒輪箱箱體作為油箱,部分大齒輪浸入油中一定深度,靠齒輪旋轉(zhuǎn)飛濺起來,潤滑齒輪箱內(nèi)的各齒輪和軸承運動部件。攪油潤滑常用于線速度較低的應(yīng)用場合,線速度一般小于15m/s時,可采用攪油潤滑。

攪油潤滑所需的油量一般是按照經(jīng)驗首先確定一個浸油深度。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn),當(dāng)齒輪節(jié)圓線速度v<3m/s時,浸油深度為3~6倍模數(shù)。當(dāng)節(jié)圓線速度大于3m/s時,浸油深度為1~3倍模數(shù)。對于多級齒輪箱,可以考慮各級齒輪分別浸沒在不同的可以溢流的分隔室中。

攪油油量初步確定后,最后需通過潤滑仿真分析來確定油量是否滿足齒輪箱內(nèi)各部件的潤滑要求,比如軸承,其他未浸入油內(nèi)的齒輪副的潤滑。目前主流的方法一般采用無網(wǎng)格粒子法進(jìn)行潤滑仿真,主要的軟件有:Particleworks、PreonLab、shonDy、nano-fluidX等。

2)強(qiáng)制潤滑的油量

強(qiáng)制潤滑通常有一套潤滑系統(tǒng),包括潤滑油泵,過濾器和冷卻器等,潤滑油通過油泵,經(jīng)過濾器,冷卻器、最后由潤滑管路帶到齒輪或軸承處提供潤滑,油箱可以集成在齒輪箱殼體內(nèi)或者使用獨立的油箱。

前面我們已經(jīng)提到,齒輪正常工作所需的潤滑油主要用于齒輪的潤滑和冷卻,且大部分的潤滑油是用于冷卻。那么基于此考慮,強(qiáng)制潤滑中齒輪的潤滑油量可以通過計算齒輪的熱損失(包括嚙合損失和攪油風(fēng)阻損失),然后再根據(jù)熱平衡條件計算將齒輪熱損失平衡所需的潤滑油量。

a、齒輪的嚙合損失計算,可根據(jù)ISO14179,由下式計算齒輪副的嚙合損失PMi


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