齿轮润滑方法及润滑油选择

喷油润滑
利用喷嘴将压力油喷到摩擦表面进行润滑，主要用于圆周速度大于12～15m／s的旋转零件（如齿轮）。图3-9a是将润滑油直接喷到轮齿啮入处。若圆周速度更高（直齿轮圆周速度超过20～25m／s，斜齿轮超过40m／s）时，润滑油可分别喷到两个齿轮上（图3-9b），齿轮圆周速度越高，喷油点距啮合点的距离应越远；或者从轮齿啮出处喷油；亦可从轮齿的端面喷油。后者具有很好的冷却作用。

人工润滑
用人工定期将润滑剂加到摩擦表面的润滑。通过油枪和油杯加油，结构简单，但一般不能调节油量。如加油不及时，就易造成磨损。常用于开式及半开式齿轮传动或速度较低的闭式齿轮传动。润滑剂为润滑油或润滑脂。图3-10a为需要润滑处开出的油孔；图3-10b为压注油杯；图3-10c为旋盖式油脂杯，定期地用手旋转脂杯盖，每次约1／4圈，将润滑脂挤入摩擦副中。

油池润滑
闭式传动中，将齿轮、蜗轮或蜗杆浸入油池中，利用旋转件本身将油带至摩擦表面进行润滑的方法。直齿轮、斜齿轮、锥齿轮采用油池润滑允许的圆周速度为v≤12m／s（最大15m／s），蜗杆传动为v<10m／s。对于单级减速器，大齿轮浸在油面内（图3-11a），最深为齿高3倍，最浅为1／2齿高，一般不小于10mm。对多级减速器，常借带油轮将油带到齿面上（图3-11b）。蜗杆传动中，蜗轮下置时，浸油深度最高达蜗轮中心线，一般在蜗轮直径1／6以下，最低为蜗轮的齿高；蜗杆下置或侧置时，最高浸到蜗杆的中心线，最低为蜗杆的全齿高（图3-11c、d、e）。

油雾润滑
利用压缩空气将油雾喷到轮齿的啮合部位，从而起润滑与冷却作用的润滑方法。图3-12所示油雾器，当压缩空气从进口管进入时，由于流速快，形成低压，油槽中的油由直立虹吸管上升，有10％的油被压缩空气雾化，通过管道送到摩擦面上。雾化的油滴约在0.5～2μm范围内。90％的未被雾化的油仍回到油槽内。油雾润滑的供油量可以调整。润滑油最好加抗氧化添加剂。该润滑的缺点是排出的空气中含有悬浮的油雾，对操作者及环境卫生不利。常用于高速齿轮，高速滚动轴承等场合。

人工油涵
为了便于改善共轭齿面间的动压润滑条件，设计者利用几何设计，制造工艺、安装条件使蜗杆副啮入侧（或其他部位）共轭齿面间形成的油涵（楔形），称人工油涵。该油涵的形成对提高蜗杆副的承载能力和传动效率具有明显效果。

开式齿轮传动润滑
开式齿轮暴露在空间，极易磨损，故必须进行润滑。润滑方式可采用浸油润滑、滴油润滑、喷油润滑，亦有涂润滑脂润滑。70年代我国制成开式齿轮油，该油品中加抗磨、防锈等添加剂，具有较高的粘度。亦有采用针入度为150～350的钙基脂、铝基脂、石墨脂、MoS₂钙基脂和复合钙基脂等润滑脂，作为开式齿轮传动用润滑剂。使用开式齿轮油时，要用溶剂稀释，然后喷上或涂在齿面上进行润滑。

蜗杆传动润滑油选择
由于蜗杆副齿面间相对速度v_s大，蜗轮常用青铜制造，需要用油膜强度大，润滑性能好的润滑油，在美国和日本常用“复合润滑油”（加有3％～30％的动植物油的润滑油）。为了节约动、植物油，提高油品质量，目前已生产了专门用于蜗杆传动的润滑油。
蜗杆传动润滑油粘度选择有几种方法，以前，中国根据滑动速度选定，AGMA标准根据蜗杆副中心距和蜗杆转速选定，DIN标准是根据力-速度因数选定。在这几种选油方法中，以DIN51509Tei-1方法较为科学，不仅考虑到速度的影响，而且考虑了输出转矩和中心距，又考虑到油膜厚度超过了必要厚度时，可以适当降低润滑油粘度，综合起来可以写成：

粘度

或写成

这是DIN51509的基本公式，根据右侧计算值，可以由图查出必要的粘度。

例：确定下述蜗杆传动必要的粘度。输出转距T₂＝1000N·m，中心距a=0.125m，蜗杆转速

由图3-13查得γ_40℃＝362cSt，γ_50℃≈200cSt。

开式齿轮传动润滑油选择
开式齿轮润滑油的作用，是为了延长在暴露条件下运转的齿轮寿命。润滑油的固有特性，必须应具备良好的粘附性和内聚性。这两个性质应当是均衡的，配合得当，才能保证齿面不受磨损。内聚力太强，润滑油将会结成团而没有粘附力；粘附力太强，会粘到容器和工具上，而不易加到齿面上。
开式齿轮传动对润滑油的性能要求是：在较大温度范围内保持一定稠度；在机械力作用下有良好的粘附力；有良好的抗水性和防锈性；有良好的抗磨性和极压性能。

闭式齿轮传动润滑油选择
润滑油的选择可以分成两个阶段，首先选油的类型然后选油的粘度。
齿轮润滑油分为：抗氧防锈型，中负荷极压齿轮油，重负荷极压齿轮油。
齿轮润滑油的粘度选择应注意到粘度大，易形成动压油膜，抗胶合能力强。但粘度过大，不易保证供油量和增加了搅油损失。过去常用的方法是查表法如AGMA方法，这种方法在美国、日本和中国是比较通用的，但它比较粗糙，只能间接的反应工作状态，科学性不强。比较好的方法是DIN51509Tei-1方法。这种方法引入了一个称为滚动压力的参数Ks，把Ks与节线速度V的比值ρ作为选择润滑油粘度的尺度（见图3-14）。

蜗杆减速器的冷却方法
蜗杆减速器的效率低，功率损耗大，油温升较高，这是引起蜗杆副胶合失效的主要原因之一，所以降低油温是提高蜗杆传动承载能力的主要途径之一，其方法有：
风扇：在高速轴端装有风扇，同时使散热筋顺置在风流方向。让箱座离开地基效果更好如图3-15a所示。
散热筋：增多箱体上的散热筋，扩大散热面积，对降低油温十分有效。如图3-15b所示。
双层壁：蜗杆减速器箱壳作成对层壁，壁通入循环水（或油）。
冷却水管：在油池中设置蛇形水管，管中通入循环水，图3-15c所示。
压力喷油：采用喷油润滑可方便的把相啮点处的热量带走，这种方法对降低齿面温度很有效。

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