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。
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。
(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。
| 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。
| 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 |
| 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＞
(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LM-0616
LM-0633
LM-190
LM-45
GJS-1001
GJS-0801
LM-160
LM-45
GJS-0801
LM-3302F
LM-160
LM-45
GJS-1001
GJS-0801
LM-160
LM-45
GJS-0801
LM-3302F
| 品名 | 型号 | 稠度 | 固体润滑剂种类 | 容器 | 颜色 | 特点 | |
|
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。 |
|
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。 |
|
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。 |
|
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。 |
|
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。 |
|
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。 |
|
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。 |
|
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。 |
|
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。 |