齿轮箱润滑流量计算
2013-02-27
摘 要：本文通过一个工程实例介绍齿轮箱循环式稀油润滑系统的设计原理及计算方法。
关键词：齿轮箱；稀油循环润滑系统；设计原理；计算方法
齿轮箱的制造质量是保证齿轮长期正常工作的必要条件，但齿轮润滑油的循环系统对齿轮寿命的影响也是很大的，如果齿轮的润滑流量不足，会造成齿轮齿面的粘着破坏，缩短齿轮的寿命，如润滑流量设计过大则会造成投资的增加、运行成本的增加。所以选择一个合理的润滑流量对齿轮箱的设计是十分重要的。
齿轮的润滑方式是采用油浴润滑方式还是采用喷淋润滑，取决于齿轮外沿的圆周切线速度。当圆周切线速度大于15 m/s时，采用喷淋润滑方式；如圆周切线速度小于15 m/s ，原则上可采用油浴润滑方式，但要进行热平衡校验，如果齿轮箱外形很紧凑，散热面积小，要采用喷淋润滑方式。所以齿轮箱润滑方式的确定，要视润滑油液是否达到热平衡。
齿轮箱喷淋润滑方式的流量计算是十分重要的，本文介绍一种大型齿轮箱的工程计算方法，供工程设计人员参考：
根据比热容的计算公式，经过单位变换可得出下式：
式中：Q——润滑流量；
K——系数；
C——润滑油的比热容；
ΔT——温差；
PF——功率损失；kW
例：某冶金企业减速机，电机额定功率为5000 KW，电机的过载系数为2.5倍，负载曲线见附图，齿轮为单级齿轮硬齿面人字形齿，加工精度为6级，机械效率0.99（不含轴承的机械效率），润滑油的密度取值0.85，润滑油的比热容为1.88，并假设润滑油的流量为均匀连续介质。试计算齿轮齿面的润滑流量。
1、计算发热功率：
根据减速箱的负载功率曲线，可按算术平均功率计算公式计算该减速箱的平均功率。
考虑齿轮箱的效率为0.99，齿轮箱输入轴的实际功率为P=P平均/0.99=3232 kW
假设齿轮的功率损失全部转化为热量，则发热功率为PF=32 kW
2、计算润滑流量：
式中：润滑油的比热容C=1.88
润滑油的密度0.85
设允许的润滑油温差ΔT=10℃
可将上式简化为Q=3.75×PF=3.75×32=120 l/min
润滑油流量的Z终确定与润滑油的喷射方式有着密切的关系，润滑油的喷射方式有两种；低压（采用钢管头打扁）喷射和高压（加阻尼和喷嘴）喷射，一般说来，采用低压喷射方式时流量取大值，采用高压喷射方式时流量取小值。喷嘴的安装位置应放在齿轮啮合区的分离面上，有利于热量的带出。
润滑流量的Z终确定还与润滑油箱体和冷却强度有着密切关系，所以在做系统设计时要中和考虑包含当地的环境温度等各方面的因素，才能设计出Z优的润滑系统。双级或多级齿轮的减速箱的流量确定，其第二级的流量按单级齿轮计算流量的90%计取较为合理，其余各级按上述原则递减。
参考文献：
中国机械工程学会摩擦学会《润滑工程》北京：机械工业出版社，1986
《国内外Z新润滑油及润滑实用手册》广东科技出版社，1997
关键词：齿轮箱；稀油循环润滑系统；设计原理；计算方法
齿轮箱的制造质量是保证齿轮长期正常工作的必要条件，但齿轮润滑油的循环系统对齿轮寿命的影响也是很大的，如果齿轮的润滑流量不足，会造成齿轮齿面的粘着破坏，缩短齿轮的寿命，如润滑流量设计过大则会造成投资的增加、运行成本的增加。所以选择一个合理的润滑流量对齿轮箱的设计是十分重要的。
齿轮的润滑方式是采用油浴润滑方式还是采用喷淋润滑，取决于齿轮外沿的圆周切线速度。当圆周切线速度大于15 m/s时，采用喷淋润滑方式；如圆周切线速度小于15 m/s ，原则上可采用油浴润滑方式，但要进行热平衡校验，如果齿轮箱外形很紧凑，散热面积小，要采用喷淋润滑方式。所以齿轮箱润滑方式的确定，要视润滑油液是否达到热平衡。
齿轮箱喷淋润滑方式的流量计算是十分重要的，本文介绍一种大型齿轮箱的工程计算方法，供工程设计人员参考：
根据比热容的计算公式，经过单位变换可得出下式：
K——系数；
C——润滑油的比热容；
ΔT——温差；
PF——功率损失；kW
例：某冶金企业减速机，电机额定功率为5000 KW，电机的过载系数为2.5倍，负载曲线见附图，齿轮为单级齿轮硬齿面人字形齿，加工精度为6级，机械效率0.99（不含轴承的机械效率），润滑油的密度取值0.85，润滑油的比热容为1.88，并假设润滑油的流量为均匀连续介质。试计算齿轮齿面的润滑流量。
1、计算发热功率：
根据减速箱的负载功率曲线，可按算术平均功率计算公式计算该减速箱的平均功率。
假设齿轮的功率损失全部转化为热量，则发热功率为PF=32 kW
2、计算润滑流量：
润滑油的密度0.85
设允许的润滑油温差ΔT=10℃
可将上式简化为Q=3.75×PF=3.75×32=120 l/min
润滑油流量的Z终确定与润滑油的喷射方式有着密切的关系，润滑油的喷射方式有两种；低压（采用钢管头打扁）喷射和高压（加阻尼和喷嘴）喷射，一般说来，采用低压喷射方式时流量取大值，采用高压喷射方式时流量取小值。喷嘴的安装位置应放在齿轮啮合区的分离面上，有利于热量的带出。
润滑流量的Z终确定还与润滑油箱体和冷却强度有着密切关系，所以在做系统设计时要中和考虑包含当地的环境温度等各方面的因素，才能设计出Z优的润滑系统。双级或多级齿轮的减速箱的流量确定，其第二级的流量按单级齿轮计算流量的90%计取较为合理，其余各级按上述原则递减。
参考文献：
中国机械工程学会摩擦学会《润滑工程》北京：机械工业出版社，1986
《国内外Z新润滑油及润滑实用手册》广东科技出版社，1997
