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齒輪箱潤滑流量計算

2013-02-27

　　摘　要：本文通過一個工程實例介紹齒輪箱循環式稀油潤滑系統的設計原理及計算方法。
　　關鍵詞：齒輪箱；稀油循環潤滑系統；設計原理；計算方法
　　齒輪箱的制造質量是保證齒輪長期正常工作的必要條件，但齒輪潤滑油的循環系統對齒輪壽命的影響也是很大的，如果齒輪的潤滑流量不足，會造成齒輪齒面的粘著破壞，縮短齒輪的壽命，如潤滑流量設計過大則會造成投資的增加、運行成本的增加。所以選擇一個合理的潤滑流量對齒輪箱的設計是十分重要的。
　　齒輪的潤滑方式是采用油浴潤滑方式還是采用噴淋潤滑，取決于齒輪外沿的圓周切線速度。當圓周切線速度大于15 m/s時，采用噴淋潤滑方式；如圓周切線速度小于15 m/s ，原則上可采用油浴潤滑方式，但要進行熱平衡校驗，如果齒輪箱外形很緊湊，散熱面積小，要采用噴淋潤滑方式。所以齒輪箱潤滑方式的確定，要視潤滑油液是否達到熱平衡。
　　齒輪箱噴淋潤滑方式的流量計算是十分重要的，本文介紹一種大型齒輪箱的工程計算方法，供工程設計人員參考：
　　根據比熱容的計算公式，經過單位變換可得出下式：
　　式中：Q——潤滑流量；
　　　　　K——系數；
　　　　　C——潤滑油的比熱容；
　　　　　ΔT——溫差；
　　　　　PF——功率損失；kW
　　例：某冶金企業減速機，電機額定功率為5000 KW，電機的過載系數為2.5倍，負載曲線見附圖，齒輪為單級齒輪硬齒面人字形齒，加工精度為6級，機械效率0.99（不含軸承的機械效率），潤滑油的密度取值0.85，潤滑油的比熱容為1.88，并假設潤滑油的流量為均勻連續介質。試計算齒輪齒面的潤滑流量。
　　1、計算發熱功率：
　　根據減速箱的負載功率曲線，可按算術平均功率計算公式計算該減速箱的平均功率。 

      
　　考慮齒輪箱的效率為0.99，齒輪箱輸入軸的實際功率為P=P平均/0.99=3232 kW
　　假設齒輪的功率損失全部轉化為熱量，則發熱功率為PF=32 kW
　　2、計算潤滑流量：
　　式中：潤滑油的比熱容C=1.88
　　　　　潤滑油的密度0.85
　　　　　設允許的潤滑油溫差ΔT=10℃
　　可將上式簡化為Q=3.75×PF=3.75×32=120 l/min
　　潤滑油流量的Z終確定與潤滑油的噴射方式有著密切的關系，潤滑油的噴射方式有兩種；低壓（采用鋼管頭打扁）噴射和高壓（加阻尼和噴嘴）噴射，一般說來，采用低壓噴射方式時流量取大值，采用高壓噴射方式時流量取小值。噴嘴的安裝位置應放在齒輪嚙合區的分離面上，有利于熱量的帶出。
　　潤滑流量的Z終確定還與潤滑油箱體和冷卻強度有著密切關系，所以在做系統設計時要中和考慮包含當地的環境溫度等各方面的因素，才能設計出Z優的潤滑系統。雙級或多級齒輪的減速箱的流量確定，其第二級的流量按單級齒輪計算流量的90%計取較為合理，其余各級按上述原則遞減。
　　參考文獻：
　　中國機械工程學會摩擦學會《潤滑工程》北京：機械工業出版社，1986  
　　《國內外Z新潤滑油及潤滑實用手冊》廣東科技出版社，1997