机械设备齿轮传动与润滑研究

蔡清游

摘要：而齿轮是机械设备中常用的组件。润滑油给机械设备齿轮传动带来很好的润滑作用，有利于提升机械设备的工作效率，零部件的损耗和齿面的磨损减少，金属零部件不易受到腐蚀，润滑油对机械设备齿轮传动至关重要、不可或缺。但齿轮传动与润滑也存在一些问题，基于此，本文对机械设备齿轮传动与润滑进行研究，以供参考。

关键词：机械设备;齿轮传动;润滑

随着我国工业的快速发展，机械设备已经被广泛应用在工业制造中。齿轮是机械设备中常用的组件，对机械设备的运行来说十分重要。润滑油的使用给齿轮传动带来很多好处，但也会出现一些故障，对齿轮摩擦和磨损有一定的影响。

一、齿轮传动的润滑方式

现阶段被广泛应用的齿轮传动方式是开式齿轮。以人工的方式定期添加润滑油或润滑脂，以此满足齿轮传动润滑需求。使用开式齿轮的环境较差，周围有较多的灰尘，并且空气湿度大，容易引起润滑油膜不稳定。而齿轮传动润滑需要润滑油膜具有稳定的厚度。所以选用吸附性强、高粘度、防锈的润滑油可以减少环境给齿轮传动带来的不良影响。开式齿轮的载荷大、转速较慢。因此，可以使用润滑介质加以润滑，提升转动速度。润滑油不仅可以起到润滑的效果，还有其他的作用。比如，润滑油中添加极压添加剂，提升润滑油的载荷承受力，以此可以更好的缓解开式齿轮载荷大的问题。而对于闭式齿轮来说，节圆圆周速度在很大程度上决定了闭式齿轮润滑方式，圆周速度低于15m/s采用油浴润滑方式，大于15m/s采用喷油润滑方式[1]。

二、减速机润滑作用

减速机中应用了齿轮传动原理，从而达到降速的目的，是原动机和工作机之间的减速装置。机械设备的运转情况受润滑作用的直接影响。减速机的润滑需要发挥以下几点作用：其一，齿轮传动时容易因为位移引起齿面磨损，润滑油要减少齿面的磨损情况，提升减速机的工作效率，拥有更长的工作寿命;其二，在齿轮的齿面上均匀布设润滑油，并且形成稳定的油膜，使齿轮传动结构的载荷力得以提升;其三，形成稳定的润滑油膜对齿轮传动大有裨益。不仅可以润滑机件，还可以使空气中的尘埃、细沙等杂质磨损齿面，防止应力集中;其四，如果浸油润滑能够充分发挥发散功能，有利于很大程度上减少减速箱体的高温问题，进而减少高温引起的故障问题的概率;其五，形成稳定的润滑油膜，有利于加强缓冲的作用，增加机械设备工作时震动的缓冲作用，震动对齿轮冲击减小，使噪音减小、零件损坏速度减慢;其六，润滑油膜有隔离作用，稳定的润滑油膜有利于有效隔离空气和金属表面的直接接触，金属表面被空气腐蚀的速度减慢，金属表面的光泽度可以保持的更好，光泽度可以保持更久的时间[2]。

总的来说，润滑油给减速机带来很好的润滑作用，提升机械设备的工作效率，零部件的损耗和齿面的磨损减少，金属零部件不易受到腐蚀。润滑油对机械设备齿轮传动至关重要、不可或缺。

三、常见的齿轮传动润滑故障

机械设备的结构设计通常都较为复杂，不同的部分的工作环境也存在差异。因此，齿轮传动故障的形式也有很多种。可以从下面几个方面来看：

（一）运转卡顿，增加耗能

齿轮传动结构中最常见的故障就是传动不流畅，部件转动时发生卡顿，致使运转速度时快时慢，且运转速度低于正常范围。机械设备的运转效率大打折扣，还增加设备耗能。

（二）设备振动噪音，污染环境

齿轮传动发生异常时，会导致设备加速振动。齿轮振动的速度越快，产生的噪音就越大，可能会诱发安全事故，还会危害工作人员的身心健康。产生齿轮传动噪音的原因主要是因为齿轮表面不够光滑、润滑方式不正确、齿轮传动频率过快。

（三）箱体温度升高，引发变形导致构件损坏

机械设备的使用时间过长，容易导致设备各部件的热度增加，引起箱体的温度升高。箱体温度长时间处于高温下，容易加大箱体部件的损耗，箱体内部的油液会加速老化，使箱体出现故障。箱体长时间受热发生变形，强度较弱，影响工作精度，并且零部件容易受到损坏。

（四）润滑油膜不稳定，齿面咬合情况差

齿轮的工作环境对润滑油膜的稳定形成有直接的影响。有些工作环境存在大量灰尘，空气湿度较大，不利于润滑油膜稳定形成。齿轮面咬合情况较差，容易引起润滑油膜破损，难以稳定成形，也就难以发挥实效，从而发生恶性循环。致使齿轮传动咬合面磨损更加严重，严重时机械设备将难以正常运转和工作。

四、润滑对齿轮摩擦和磨损的影响

（一）润滑对齿轮摩擦的影响

齿轮在传动时，在齿轮上添加有黏连度的流体油脂有利于齿轮工作时相互之间摩擦减小，对齿轮的工作有积极作用。但也要注意不能选用过高粘度的润滑油脂，否则会增加齿轮之间的摩擦系数，也就是说齿轮之间的摩擦增大。另外，在高压环境下，弹性液体油脂使齿轮间的摩擦力加大，容易使齿轮发生高温情况。要注意油脂的黏连度，选用合适的润滑油脂，而不是随意选用流体润滑剂和弹性润滑剂。由于润滑对齿轮摩擦有直接影响，因此要注意保持最好的润滑状态，在齿轮啮合滑动区的入口选用大摩擦的的润滑油脂，在齿轮啮合滑动区内选用小摩擦的润滑油脂。

（二）润滑对磨损的影响

1.润滑对粘着磨损的影响

齿轮工作初期，还没有进入最好的工作状态。或可能因为微小的尺寸误差、载荷大、转速等因素的影响，并且缺少充足的润滑油，则易出现粘着磨损。想要避免这个问题，可以加入不同种类、不同剂量的极压添加剂。同时要注意供油的油点、油温、方式、多少。

2.润滑对磨料磨损的影响

齿轮的工作环境通常较差，空气中有大量的灰尘、细沙。使用润滑油可以减少齿轮摩擦，但润滑油被空气中灰尘、细沙污染，反而会使齿面磨损更严重，效果适得其反。润滑油的使用反而损坏了齿面。因此要注意定期清洁润滑油中的杂质或及时更换润滑油，确保齿轮有理想的工作效果。

3.润滑对胶合产生的影响

齿轮传动时由于不同的工作条件，会产生不同的磨损形式。齿轮胶合是一种常见的磨损形式。有一些齿轮的载荷大、工作速度快，容易增加运行压力，产生高温。如果此时齿轮没有较好的润滑效果，则齿轮很大可能将会发生干摩擦和胶合。齿轮还在不断的运转，进而齿轮会出现损伤。润滑油的粘度和齿轮表面的油膜厚度呈现正相关。因此可以通过选用合适的润滑油减少齿轮胶合发生的可能性。润滑油粘度越高，齿轮表面形成的油膜就越厚，则有越强的粘附力度，有利于解决齿轮胶合。另外，减少胶合带来齿轮磨损的可能性，还可以通过在矿物油中添加油性剂，致使润滑油有更好的抗胶合磨损性。

4.润滑对点蚀的影响

齿轮点蚀是一种较为常见的磨损形式，也是磨损较为严重的一种形式。在发生点蚀初期，呈现一些似针尖小的麻点。同时，需要及时改善齿轮恶劣的工作环境，否则这些小麻点将不断扩大和增加。润滑油不仅能够减少摩擦，而是可以减少点蚀出现的可能性，齿轮可以有更长的使用期限。润滑油的黏度和使用效果呈正相关。黏度越高的润滑油，使用效果会更好[2]。

结语

齿轮传动的润滑效果对机械设备的工作效率有直接影响。现代越来越多的工业中应用机械设备，齿轮作为机械设备中常见的组件，对机械设备运行有直接影响，因此务必要重视齿轮传动的润滑。

参考文献

[1]刘峰.新型YJ29接装机齿轮传动系统油压检测装置的研究与探索[J].机械工程师，2021（5）：61-63.

[2]杨剑.集中顺序自动控制喷油润滑装置在回转窑传动齿轮上的使用[C].//设备管理设备润滑与液压技术.2004：219-220.

[3]尹明虎.考慮润滑效应的人字齿轮-转子-滑动轴承系统动力学特性分析[D].陕西：西北工业大学，2017.