談農(nóng)業(yè)機(jī)械傳動(dòng)齒輪的損壞與潤(rùn)滑

王靜妍

摘要：對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械傳動(dòng)齒輪損壞的五種形式進(jìn)行了分析，指出潤(rùn)滑不良是主要原因，提醒使用者要注意選擇正確的潤(rùn)滑方式，使用合乎要求的潤(rùn)滑油。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；傳動(dòng)齒輪；潤(rùn)滑油

中圖分類號(hào)：S21907文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.11.037

齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是農(nóng)業(yè)機(jī)械中最主要的一種傳動(dòng)方式，在現(xiàn)代機(jī)器制造業(yè)中應(yīng)用極廣。變速箱、中央傳動(dòng)、最終傳動(dòng)中都是由齒輪來(lái)傳遞動(dòng)力，齒輪經(jīng)常在高轉(zhuǎn)速、高負(fù)荷情況下工作，齒輪損壞現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。近年來(lái)，農(nóng)業(yè)機(jī)械的功率越來(lái)越大，轉(zhuǎn)速、載重能力也越來(lái)越大，這就對(duì)齒輪的承載能力提出了更高的要求。而要充分發(fā)揮齒輪的承載能力，減小齒輪的失效可能，延長(zhǎng)齒輪的使用壽命，潤(rùn)滑質(zhì)量是重要影響因素。

1齒輪損壞形式

（1）輪齒折斷。由于法向壓力對(duì)輪齒的作用，將在它的根部產(chǎn)生最大彎曲正應(yīng)力，且根部有較大的應(yīng)力集中，所以輪齒易從根部折斷。另外，當(dāng)齒輪突然反向或短期超載，易產(chǎn)生沖擊折斷。防止辦法：安裝齒輪時(shí)要符合要求，齒輪設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)齒厚，使用中盡量減少?zèng)_擊。

（2）齒輪磨損。在嚙合傳動(dòng)中，除了在節(jié)點(diǎn)接觸外，兩齒廓在任何位置接觸時(shí)，齒面上各點(diǎn)均具有互不相等的切向分速度。因此齒面之間存在不可避免的相對(duì)滑動(dòng)。在齒間載荷的作用下，必引起齒面的磨損。齒輪磨損主要有三種形式：①粘附磨損，由金屬與金屬接觸，并且表面粘接到一起而后撕離所造成。原因是潤(rùn)滑油不足，或齒輪沒有正確嚙合。②磨料磨損，由外界顆粒，如灰塵和沙粒造成。③腐蝕磨損，由污染的潤(rùn)滑油或者添加劑產(chǎn)生的對(duì)齒輪表面的化學(xué)侵蝕。防止辦法：在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高齒面硬度和表面粗糙度，并注意潤(rùn)滑油的清潔和定期更換。

（3）齒面疲勞點(diǎn)蝕。它的產(chǎn)生是齒面接觸應(yīng)力過(guò)大的緣故。防止辦法：可采取提高齒面硬度和表面粗糙度，選用黏度較大的潤(rùn)滑油和進(jìn)行良好的跑合等措施來(lái)提高齒面抗點(diǎn)蝕的能力。

（4）齒面膠合。其原因是齒輪溫度高、速度快，使?jié)櫥宛ざ认陆?，失去?rùn)滑功能，以及齒輪的瞬時(shí)高溫等。防止辦法：選用黏度較大的潤(rùn)滑油或采用抗膠合性能優(yōu)良的活性化潤(rùn)滑油。

（5）齒面塑性變形。齒輪表面硬度不高，將發(fā)生齒面塑性變形，破壞傳動(dòng)的平穩(wěn)性。防止辦法：增強(qiáng)表面硬度。

2齒輪潤(rùn)滑

從上述齒輪損壞的原因看，除齒輪質(zhì)量差、裝配質(zhì)量不高的原因外，潤(rùn)滑油的質(zhì)量差、清潔度低、潤(rùn)滑方式不合格是造成齒輪損壞的主要原因。要保證齒輪傳動(dòng)的正確潤(rùn)滑，必須根據(jù)齒輪的使用條件正確地選擇潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑油。

2.1齒輪潤(rùn)滑方法

（1）油浴及濺油潤(rùn)滑。以齒輪箱為油箱，使齒輪浸入油內(nèi)一定深度，靠齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)油的飛濺來(lái)滿足減速箱各潤(rùn)滑部位的潤(rùn)滑。此方法只適宜于速度不高的中、小型齒輪傳動(dòng)。

（2）噴油潤(rùn)滑法。當(dāng)齒輪的圓周速度超過(guò)12～15 m/s時(shí)，若仍采用油浴或?yàn)R油潤(rùn)滑，攪油損失將會(huì)顯著增加，并將導(dǎo)致潤(rùn)滑油迅速變質(zhì)。這時(shí)，可采用噴油潤(rùn)滑法，即利用噴嘴將壓力油噴到齒輪副上。當(dāng)直齒輪的圓周速度<20 m/s，斜齒輪的圓周速度<40 m/s時(shí)，可直接噴至嚙合處。當(dāng)齒輪的圓周速度更高時(shí)，潤(rùn)滑油則應(yīng)分別噴到兩個(gè)齒輪上，齒輪的圓周速度越高，噴油點(diǎn)距嚙合點(diǎn)的距離應(yīng)越遠(yuǎn)，或者從齒輪的端面噴油，以免在工作齒廓間形成過(guò)大的流體動(dòng)壓力而影響齒輪的強(qiáng)度和壽命。同時(shí)從端面噴油還可減少齒輪的動(dòng)力消耗。

（3）油霧潤(rùn)滑法：用壓縮空氣把潤(rùn)滑油從噴嘴噴出，潤(rùn)滑油霧化后，隨壓縮空氣彌散至摩擦表面起潤(rùn)滑作用，油霧潤(rùn)滑油膜層較薄，但均勻。油霧能帶走摩擦熱和磨損屑末，起到很好的冷卻和清洗作用。常用于圓周速度>15 m/s的齒輪傳動(dòng)上。

2.2潤(rùn)滑油的選擇

潤(rùn)滑油分為礦物潤(rùn)滑油、合成潤(rùn)滑油及動(dòng)植物油。其中合成潤(rùn)滑油成本很高，只用在高、低溫或有其他特殊要求的地方；動(dòng)植物油產(chǎn)量有限，且易變質(zhì)，故也只用在有特殊要求的場(chǎng)合；而礦物油的產(chǎn)量豐富，且成本低廉、性能穩(wěn)定，故應(yīng)用廣泛。礦物油又根據(jù)用途和黏度的不同分為許多種，如機(jī)械油、機(jī)床液壓油、齒輪油等。具體選擇時(shí)可考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

（1）根據(jù)工作條件的苛刻程度選擇潤(rùn)滑油。變速箱中的齒輪都是正齒輪和斜齒輪，而且負(fù)荷和滑移速度不大，故采用普通車輛齒輪油即能滿足要求。后橋齒輪箱的主傳動(dòng)齒輪，國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)多采用螺旋傘齒輪，該齒輪承受的負(fù)荷大、速度高，一般可選用普通車輛齒輪油。如拖拉機(jī)翻耕深松作業(yè)時(shí)，齒面經(jīng)常處于高負(fù)荷，油溫很高，應(yīng)選用硫磷型中負(fù)荷（GL-4）車輛齒輪油。國(guó)內(nèi)外廣泛采用的雙曲線齒輪，其減速比大、嚙合平順性好、噪音小、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，重負(fù)荷作業(yè)用普通車輛潤(rùn)滑油，會(huì)使齒面擦傷和膠合，應(yīng)采用硫磷型中負(fù)荷（GL-4）或使用硫磷型重負(fù)荷（GL-5）車輛齒輪油。

（2）齒輪油黏度的選用要考慮的因素比較多。黏度大，則油膜厚不易破裂，不易引起齒面擦傷。但黏度過(guò)大，在齒輪的嚙合部位就難以得到需要的潤(rùn)滑油量。如果齒輪油黏度過(guò)小，則承載能力低，易引起齒面擦傷。因此，選用齒輪油時(shí)，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度及機(jī)械的實(shí)際使用情況來(lái)決定。低速、重載齒輪因油膜形成條件差，要選用黏度高、油性和極壓性好的油。高速齒輪傳動(dòng)油膜形成條件好，但攪拌損失大，因此應(yīng)選用黏度低的油。