齒輪工作所需潤滑油量計算及設計考慮

我們知道齒輪的油潤滑方式通常有攪油潤滑（油浴潤滑）和強制潤滑（循環(huán)油潤滑）兩種方式。齒輪工作所需油量主要有潤滑和冷卻兩個(gè)方面的作用，其中齒輪潤滑所需油量較少，約占總油量20%左右；大部分潤滑油量主要用于齒輪的冷卻，帶著(zhù)其工作產(chǎn)生的熱量，約占總油量的80%左右。油量過(guò)少會(huì )導致齒輪潤滑不足，容易引起齒輪早期失效或磨損，油量過(guò)多會(huì )增加攪油損失，降低齒輪箱的效率，那么我們在齒輪箱設計時(shí)，齒輪的潤滑油量是如何確定的呢？

1）攪油潤滑的油量

攪油潤滑通常是以齒輪箱箱體作為油箱，部分大齒輪浸入油中一定深度，靠齒輪旋轉飛濺起來(lái)，潤滑齒輪箱內的各齒輪和軸承運動(dòng)部件。攪油潤滑常用于線(xiàn)速度較低的應用場(chǎng)合，線(xiàn)速度一般小于15m/s時(shí)，可采用攪油潤滑。

攪油潤滑所需的油量一般是按照經(jīng)驗首先確定一個(gè)浸油深度。根據相關(guān)文獻，當齒輪節圓線(xiàn)速度v＜3m/s時(shí)，浸油深度為3~6倍模數。當節圓線(xiàn)速度大于3m/s時(shí)，浸油深度為1~3倍模數。對于多級齒輪箱，可以考慮各級齒輪分別浸沒(méi)在不同的可以溢流的分隔室中。

攪油油量初步確定后，最后需通過(guò)潤滑仿真分析來(lái)確定油量是否滿(mǎn)足齒輪箱內各部件的潤滑要求，比如軸承，其他未浸入油內的齒輪副的潤滑。目前主流的方法一般采用無(wú)網(wǎng)格粒子法進(jìn)行潤滑仿真，主要的軟件有：Particleworks、PreonLab、shonDy、nano-fluidX等。

2）強制潤滑的油量

強制潤滑通常有一套潤滑系統，包括潤滑油泵，過(guò)濾器和冷卻器等，潤滑油通過(guò)油泵，經(jīng)過(guò)濾器，冷卻器、最后由潤滑管路帶到齒輪或軸承處提供潤滑，油箱可以集成在齒輪箱殼體內或者使用獨立的油箱。

前面我們已經(jīng)提到，齒輪正常工作所需的潤滑油主要用于齒輪的潤滑和冷卻，且大部分的潤滑油是用于冷卻。那么基于此考慮，強制潤滑中齒輪的潤滑油量可以通過(guò)計算齒輪的熱損失（包括嚙合損失和攪油風(fēng)阻損失），然后再根據熱平衡條件計算將齒輪熱損失平衡所需的潤滑油量。

a、齒輪的嚙合損失計算，可根據ISO14179，由下式計算齒輪副的嚙合損失P_Mi