齿轮箱知识
船用齿轮箱的分类及用途

船用齿轮箱的分类及用途船用齿轮箱是船舶上的重要机械装置之一,主要用于传递和增减船舶的动力,并调整推进器的转速和扭矩。
根据不同的传动方式和用途,船用齿轮箱可以分为几种分类。
一、按传动方式分类:1.1 直接刚性传动齿轮箱:这种齿轮箱采用直接刚性连接的方式,将发动机的输出轴与推进器的输入轴连接起来。
它的结构简单、效率高,但无法实现转速的调节,只能以固定比例传递动力。
1.2 偏航式齿轮箱:偏航式齿轮箱采用偏置齿轮传动,可以通过改变齿轮间隙来实现转速的调节。
适用于需要在不同工况下调整推进力的船舶,如拖轮、驳船等。
1.3 双通道齿轮箱:双通道齿轮箱具有两个独立的传动通道,一般用于双螺旋桨驱动系统。
通过控制两个通道的转速差,可以实现船舶的前进、后退、转弯等动作。
二、按用途分类:2.1 主机齿轮箱:主机齿轮箱通常由主发动机驱动,用于传递和调整船舶的主要动力。
根据船舶的推进装置和需求,主机齿轮箱可以根据传动比例的不同,提供不同的输出转矩和转速。
2.2 侧推器齿轮箱:侧推器齿轮箱通常安装在船舶的侧面,驱动侧推器转动,用于调整和控制船舶的横向推进力。
它可以实现船舶的平移和旋转动作,提高航行的灵活性和操作性。
2.3 舵轮齿轮箱:舵轮齿轮箱主要用于传递和调节舵机的操作力矩,帮助舵手控制船舶的方向。
它与船舶的舵机和操纵系统相结合,通过传递舵机的运动,调整推进器的方向和角度。
2.4 锚机齿轮箱:锚机齿轮箱主要用于控制船舶的锚机系统,包括锚绳的收放、锚链的升降和离合器的操作。
它具有高扭矩、低速度的特点,能够安全可靠地操作锚机系统。
2.5 辅助齿轮箱:辅助齿轮箱通常用于驱动船舶上的辅助设备,如泵、发电机、空调压缩机等。
根据不同的需求和工况,辅助齿轮箱可以提供不同的输出转速和扭矩,满足辅助设备的工作要求。
以上是对船用齿轮箱按传动方式和用途进行的分类和介绍。
船用齿轮箱在航海中起到了至关重要的作用,通过合理的选择和使用,可以提高船舶的推进效率、灵活性和安全性。
齿轮箱 原理

齿轮箱原理
齿轮箱是一种机械传动装置,主要用于调节转速和转矩。
它由一组齿轮组成,齿轮间通过啮合传递动力。
齿轮箱的工作原理基于齿轮的啮合运动。
当驱动轴转动时,通过齿轮的啮合作用,将动力传递给驱动轴上的齿轮。
不同大小的齿轮之间通过啮合起到调整转速和转矩的作用。
在齿轮箱中,通常有输入轴和输出轴。
输入轴是来自动力源的旋转部件,输出轴则是接收转动输出的部件。
通过不同大小的齿轮组合和啮合方式,齿轮箱可以实现不同的工作需求。
常见的齿轮箱类型有直齿轮箱、斜齿轮箱、行星齿轮箱等。
直齿轮箱通常由平行轴齿轮组成,适用于较小的转速和转矩传递;斜齿轮箱则由斜齿轮组成,适用于转速较高或转矩较大的场合;行星齿轮箱则采用了多组齿轮的结构,可以实现更大的变速比和更高的输出转矩。
齿轮箱的优点是传动效率高、传动比可调、结构紧凑等。
然而,它也存在一些缺点,如价格较高、有一定的噪音和振动等。
因此,在实际应用中,需要根据具体的需求和条件选择适合的齿轮箱类型。
总之,齿轮箱通过齿轮的啮合运动实现转速和转矩的调节,是一种常用的机械传动装置。
不同类型的齿轮箱适用于不同的工作需求,选择合适的齿轮箱对于实现高效的传动至关重要。
齿轮箱基础知识培训讲义

齿轮箱基础知识培训讲义一、齿轮箱的结构齿轮箱通常由外壳、输入轴、输出轴、齿轮组、轴承、密封件等组成。
其中,外壳是齿轮箱的外部保护壳,用于承载和保护内部结构。
输入轴和输出轴分别用于连接传动源和传动目标,齿轮组则是齿轮箱的核心部件,通过齿轮的啮合传递动力。
轴承和密封件则用于支撑和密封齿轮箱内部的零部件。
二、齿轮箱的工作原理齿轮箱的工作原理是利用齿轮的啮合来传递动力。
当输入轴带动输入齿轮旋转时,通过齿轮的啮合,输出轴的齿轮也会被带动旋转,从而实现动力的传递。
同时,通过不同大小齿轮的组合,还可以实现不同转速和转矩的传递。
齿轮箱的工作原理比较简单,但是需要注意的是在使用过程中避免超载和过速运转,以免造成齿轮箱的损坏。
三、齿轮箱的常见故障1. 齿轮磨损:由于齿轮箱长期工作在高负荷下,齿轮表面会出现磨损,严重影响齿轮箱的传动效率和使用寿命。
2. 轴承损坏:轴承是齿轮箱的关键支撑部件,长期高速运转容易导致轴承的损坏,严重影响齿轮箱的正常运转。
3. 油封漏油:油封是齿轮箱内部的重要密封件,如果发生漏油,会导致齿轮箱内部润滑不良,加剧齿轮的磨损。
4. 齿轮箱过热:长期高速运转或超载会导致齿轮箱内部温度升高,严重影响齿轮箱的使用寿命。
四、齿轮箱的维护保养1. 定期更换润滑油:齿轮箱内部的齿轮和轴承需要充分润滑,定期更换润滑油可以减少磨损,延长使用寿命。
2. 注意齿轮箱的冷却:当齿轮箱长时间高速运转时,应当注意及时降温,避免齿轮箱过热。
3. 定期检查齿轮箱的密封件:定期检查齿轮箱的密封件是否漏油,如果发现漏油现象,应及时更换密封件。
4. 定期清洗齿轮箱外壳:定期清洗齿轮箱外壳可以有效防止齿轮箱表面积聚灰尘和腐蚀物,延长齿轮箱的使用寿命。
五、结语齿轮箱作为一种常见的机械传动装置,在工业生产中扮演着非常重要的角色。
了解齿轮箱的基本知识,掌握齿轮箱的工作原理,对于正确使用和维护齿轮箱至关重要。
相信通过本文的介绍,读者对齿轮箱的基础知识已经有了一定的了解和掌握,希望能够帮助读者更好地使用和维护齿轮箱。
风电齿轮箱(增速机)基础知识简介

四、齿轮箱的主要零部件
铸件类:机体、扭力臂、行星架 齿轮和轴类:内齿圈、齿轮、轴 标准件类:轴承、螺栓
整机
机体
扭力臂
行星架
内齿圈
五、装配关系
六、装配清洁度
在风电齿轮箱的装配过程中要必须保证 清洁度
(四)可靠性
• 按照假定的寿命最少20年的要求,视载荷谱所列 载荷分布情况进行疲劳分析,对齿轮箱整机及其 零件的设计极限状态和使用极限状态进行极限强 度分析、疲劳分析、稳定性和变形极限分析、动 力学分析等。分析方法除一般推荐的设计计算方 法外,可采用模拟主机运行条件下进行零部件试 验的方法。 • 在方案设计之初必须进行可靠性分析,而在施工 设计完成后再次进行详细的可靠性分析计算,其 中包括精心选取可靠性好的结构和对重要的零部 件以及整机进行可靠性估算
二、齿轮箱的分类
风力发电机组齿轮箱的种类很多,按照 传统类型可分为圆柱齿轮增速箱、行星增 速箱以及它们互相组合起来的齿轮箱;按 照传动的级数可分为单级和多级齿轮箱; 按照转动的布置形式又可分为展开式、分 流式和同轴式以及混合式等等。
三、设计要求
设计必须保证在满足可靠性和预期寿 命的前提下,使结构简化并且重量最轻。 通常采用CAD优化设计,排定最佳传动方 案,选用合理的设计参数,选择稳定可靠 的构件和具有良好力学特性以及在环境极 端温差下仍然保持稳定的材料,等等。
四可靠性按照假定的寿命最少20年的要求视载荷谱所列载荷分布情况进行疲劳分析对齿轮箱整机及其零件的设计极限状态和使用极限状态进行极限强度分析疲劳分析稳定性和变形极限分析动力学分析等
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风电增速机基础知识简介
XXX有限公司
一、概述
风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械 部件,其主要功用是将风轮在风力作用下所产生 的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通 常风轮的转速很低,远达不到发电机发电所要求 的转速,必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实 现,故也将齿轮箱称之为增速箱。不同形式的风 力发电机组有不一样的要求,齿轮箱的布置形式 以及结构也因此而异。在风电界水平轴风力发电 机组用固定平行轴和行星齿轮传动最为常见。
风电机组齿轮箱介绍

风电机组齿轮箱介绍一、什么是风电机组齿轮箱?风电机组齿轮箱是风力发电设备中的关键部件之一,用于将风轮旋转的动能传递给发电机,从而产生电能。
它通常由多个齿轮组成,通过精确的传动比例来提高风轮转速,并将其转化为适合发电机工作的转速。
二、风电机组齿轮箱的结构风电机组齿轮箱由外壳、轴、齿轮、轴承和润滑系统等组成。
2.1 外壳外壳是齿轮箱的保护壳体,具有良好的密封性能和机械强度。
其结构通常由上、下两部分组成,方便维护和齿轮更换。
2.2 轴齿轮箱中的轴承负责承受齿轮和旋转部件的载荷,并确保它们平稳运行。
轴通常由高强度合金钢制成,具有较高的刚度和耐磨性。
2.3 齿轮齿轮是风电机组齿轮箱的核心部件,它们通过齿轮传动实现能量转换和传递。
常见的齿轮有斜齿轮、圆柱齿轮和行星齿轮等。
齿轮的优质材料和精确加工能够提高传动效率和耐久性。
2.4 轴承轴承是支撑齿轮箱内齿轮和转动部件的重要组成部分。
它们能够减少摩擦和磨损,并确保齿轮箱平稳运转。
常见的轴承类型包括滚动轴承和滑动轴承。
2.5 润滑系统润滑系统负责为齿轮箱提供足够的润滑油,并对齿轮和轴承进行冷却和保护。
良好的润滑系统能够降低齿轮箱的摩擦和磨损,延长使用寿命。
三、风电机组齿轮箱的工作原理风电机组齿轮箱采用齿轮传动的方式将风轮的旋转动能传递给发电机。
1.风轮旋转驱动主轴旋转;2.主轴通过第一级齿轮传动将低速大扭矩的运动转化为高速小扭矩的运动;3.高速轴通过第二级齿轮传动将高速小扭矩的运动转化为低速大扭矩的运动;4.最后,低速轴将此运动传递给发电机,发电机产生电能。
四、风电机组齿轮箱的维护与故障排除为保证风电机组齿轮箱的正常运行,需要进行定期的维护与故障排除。
4.1 维护•定期更换润滑油,并清洗润滑系统;•检查齿轮和轴承的磨损情况,及时更换或修复;•检查外壳密封性能,确保齿轮箱内部的油液不泄漏;•定期检查齿轮箱的整体结构,排查潜在故障。
4.2 故障排除•齿轮断裂:检查齿轮材料和制造工艺,确认是否需要更换更坚固的齿轮;•轴承失效:检查轴承润滑情况,并及时更换损坏的轴承;•润滑系统故障:检查润滑系统的油泵、油管和过滤器等,确保润滑油畅通无阻;•外壳磨损:定期检查外壳磨损情况,如有需要及时更换。
齿轮箱 工作原理

齿轮箱工作原理
齿轮箱是机械传动装置的一种,用于改变机械设备传动的转速和转矩。
它通过齿轮的啮合作用,将输入轴的旋转运动转换为输出轴的旋转运动,实现不同速比的传递。
齿轮箱的工作原理可分为以下几个步骤:
1. 输入轴传动:输入轴通过外部力或电动机等驱动装置,将动力传递到齿轮箱内部。
输入轴通常是一根旋转的轴,其旋转运动会引起齿轮箱内部齿轮的转动。
2. 齿轮啮合:齿轮箱内部包含两个或多个齿轮,它们的大小、齿数和齿形可能不同。
当输入轴旋转时,其中一个齿轮会与输入轴啮合,从而传递输入轴的转动力和速度。
3. 速比变换:齿轮箱内部的齿轮通过啮合关系,形成不同的速比。
速比可根据不同的应用需求进行设计,例如,可以实现输入轴的高速转换为输出轴的低速,并同时增加输出轴的扭矩。
4. 输出轴传动:输出轴是齿轮箱内部的另一个轴,它通过齿轮的啮合和传递,将输入轴传递的转动力和速度转换为输出轴的转动力和速度。
输出轴通常是用于驱动其他机械设备或将动力传递到其他传动装置的轴。
通过这样的工作原理,齿轮箱可以实现不同速比的传递,从而适应不同的工作场景和要求。
在工业生产和机械制造等领域,
齿轮箱被广泛应用于各种机械设备中,如汽车、工程机械、机床等,提供传动和控制的功能。
重齿风电齿轮箱知识

FL800A FL850 FL1000D FL1250 FL1500A FL2000D FL2000H FL2000B FL2000S FL2000T
一、齿轮箱基本认识
1、风电齿轮箱的结构 该结构同一级行星二级 平行结构都是较常见风 电齿轮箱结构形式。该 结构用一组平行齿轮代 替一组行星传动,从而 降低了行星齿轮及轴承 的失效风险,增强了齿 轮箱整体的可靠性;不 足之处在于增加体积与 重量。
滚动轴承装配时,游隙不能太大,也不能太小。游隙太大,会造成同时承受载荷的滚动体 数量减少,单个滚动体的载荷增大,从而降低轴承的旋转精度,减少使用寿命;游隙太小, 会使摩擦力增大,产生的热量增加,加剧磨损,同样能使轴承的使用寿命减少。
一、齿轮箱基本认识
4、风电齿轮箱的润滑
1.原理图:
排气口 5#管 OUT1 单 向 阀 1 OUT3 单 向 阀 单 向 阀
0.17~0.23
0.4
0.17~0.37
0.4-0.6
0.90~1.20
1.5-1.8
1.10~1.40
1.4-1.7
0.25-0.35
0.20~0.30
一、齿轮箱基本认识 2、风电齿轮箱的齿轮基础
齿轮的特性: 2、机械性能: 风力发电机组齿轮受风力负荷,此负荷变化极大,因此,齿轮采用 抗低温冲击,韧性高的渗碳淬火材料。内齿圈根据设计载荷分别采 用软齿面(调质)中硬齿面(调质+表面氮化)硬齿面(渗碳淬火), 精度为6GB10095。其他所有齿轮均为渗碳淬火硬齿面齿轮,渗碳淬 火后磨齿,齿面硬度为60±2HRC,精度5-6 GB10095。 根据等强度原则使各级传动中的承载能力大致相等,齿轮几何尺寸计 算按照GB1356进行计算。齿轮接触疲劳强度,弯曲疲劳强度按照 GB3480渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法进行计算。
齿轮箱结构基础知识

齿轮箱结构基础知识
齿轮箱是一种用来传递动力和转速的装置,常见于机械传动系统中。
它由一系列的齿轮和轴组成,通过相互啮合的齿轮来传递动力和转速。
下面是一些齿轮箱的基础知识:
1. 齿轮种类:常见的齿轮有直齿轮、斜齿轮、螺旋齿轮、锥齿轮等。
不同类型的齿轮适用于不同的传动方式和工作环境。
2. 主动轮和从动轮:齿轮箱中的齿轮分为主动轮和从动轮。
主动轮由输入轴或者电动机带动,从动轮则由主动轮的转动传递动力。
3. 齿轮比:齿轮箱可以通过调整齿轮的大小和齿数来实现不同的齿轮比。
齿轮比可决定输出轴的转速和转矩。
4. 轴承和密封:齿轮箱内部的轴承和密封件起到支撑和防止润滑油漏出的作用。
5. 润滑和冷却:齿轮箱需要进行润滑和冷却,以减少齿轮之间的摩擦和磨损,并保持齿轮箱的工作温度。
6. 齿轮箱的安装和维护:齿轮箱需要根据具体工作要求进行正确的安装和维护。
定期更换润滑油,检查齿轮的磨损和轴承的状态,维护密封件等是常见的维护工作。
以上是关于齿轮箱结构基础知识的介绍,它们对于了解齿轮箱的工作原理和应用非常重要。
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齿轮箱基础知识一、齿轮传动机械的现状和趋势齿轮是传递运动和动力的机械装置,具有悠久的历史,我国在公元前400-200年便开始使用齿轮。
古代的指南车的核心机械即为齿轮,迄今发现最早的青铜齿轮在山西省。
目前,齿轮传动装置广泛应用于工农业生产的各个领域,是应用最多、最广泛的传动元件。
由于具有速比范围大、传递功率大、可靠性高、传动比准确、寿命长等优点,是大多数机械设备必不可少的传动部件,齿轮加工技术甚至被认为是衡量机械工业水平的重要标志。
目前全国共有齿轮生产厂近600家,齿轮年产量达4000余万套,减速器年产量为30-40万台。
在各个品种和规格的齿轮加工机床、刀具和量具方面已达到了国际先进制造水平,并形成了完整的配套体系。
近些年我国在各工业领域大量引进了大型成套设备,其中的高速重载齿轮是其关键部件。
我国相关科研院所在此基础上,通过引进相关齿轮制造软件技术和科研攻关逐步加以消化和吸收,在代表齿轮制造工业发展水平的高精度、高硬齿面齿轮国产化方面取得重要成就。
从发展趋势上看,齿轮装置在向小型化、高速化、低噪声、高可靠性、标准化、系列化方向不断发展。
尽管目前电传动技术和其他机械部件技术实现了快速发展,但各种类型的齿轮传动依然在工业生产和工程应用领域中占据主导地位,并持续相当长的发展阶段。
目前常见的齿轮箱按照结构形式可分为七类,即渐开线圆柱齿轮、摆线针轮定轴传动、圆弧圆柱齿轮传动、锥齿轮传动及准双曲面齿轮传动、蜗杆传动、渐开线行星齿轮传动、非园齿轮传动等。
不同形式的齿轮结构在传动速比、传动效率、转速、润滑要求、工作可靠性、成本效率等方面各有不同优势和劣势,在设备选型时需要综合考虑以下几方面的因素:1、工作机对齿轮箱的结构和动力参数的要求,如传动结构尺寸、质量、功率、转速、效率、传动比、负荷特性等;2、工作机对齿轮箱的性能要求,如:工作可靠性、使用寿命、噪音、振动、温升和传动精度;3、齿轮箱技术的先进性、合理性、经济性、通用互换性等;4、齿轮产品的低成本、高效率、高精度、高可靠性。
齿轮材料的选择和齿轮的工作可靠性、使用寿命、工作效率、润滑要求等密切相关。
在齿轮传递动力和改变速度的运动过程中,啮合齿面之间同时存在滚动和滑动摩擦,齿面还受到脉动或交变弯曲应力的作用,还有齿面可能发生磨损、胶合及疲劳破坏,因此要求齿轮具有优良的耐磨性能、抗接触疲劳性能和抗弯曲疲劳性能,即要求齿轮材料表面硬度高、强度高、芯部韧性好且硬化层分布合理。
在实际选用中还应根据需要和使用条件如负荷、速度、温度、可靠性、质量、精度、价格等因素来确定齿轮选材。
目前,工业制造领域的齿轮选材主要以钢为主,包括各种低碳钢、中碳钢、高碳钢和合金钢。
而铝、镁、钛、铜合金、铸铁,甚至塑料和木材等都可用于制作齿轮。
通常,为了改善和提高齿轮材料的性能或降低成本,可以采用化学处理、表面强化处理以及复合处理等表面改性技术。
选取齿轮材料要充分考虑材料的经济性、强度和齿轮精度等,不同设备的需求自然也大为不同。
就仪器设备、家用器具、玩具等小负荷齿轮而言,可以选择造价低、生产率高的复合塑料齿轮。
而坦克、冷轧机等重负荷执行机械,则需要材料及加工要求更高的各种金属和合金材料。
如果在航空航天工业中应用,则要求更高的可靠性、精度和轻重量,制造成本放在次要位置。
下面就主要几类齿轮材料一一进行分析:1、钢材齿轮用钢多为合金钢,少数为碳钢。
通常为降低成本,可以对中碳钢和低合金钢进行各种热处理以提高其强度和硬度。
表面硬化处理亦可提高合金钢齿轮材料的强度,使其适用于高负载和中等温度使用的工况。
而当齿轮的使用条件进一步提高时,往往需要对齿轮进行淬火以提高其强度和硬度。
或通过表面渗碳及表面氧化处理事齿轮表面硬化,以提高其抗疲劳性能,改善其抗胶合和抗磨性能。
就发展趋势而言,应大力推广使用强度和硬度较高的硬齿面齿轮,并通过优化齿轮选材及润滑方式来延长齿轮的使用寿命。
2、铸铁常用的铸铁主要包括:灰铸铁、球墨铸铁、可煅铸铁和合金铸铁等4种。
与钢相比较,铸铁的合金成分较低,加工性能更好。
铸铁中存在的游离石墨和多孔性结构使齿轮的耐磨性良好、噪音小、成本低,可以广泛应用于各类齿轮传动。
由于铸铁具有的良好滑动特性,在许多负荷不大、工作条件不苛刻的涡轮传动中可用铸铁涡轮替换铜合金涡轮。
总而言之,铸铁是经济适用的齿轮材料。
3、有色金属齿轮工业中应用最多的是有色金属为铜和铜合金。
其中常用的是锡青铜和铝铁青铜,大多数用于制造涡轮。
但含硫添加剂对铜具有腐蚀作用,应尽量慎用。
另外,强度较高和机械加工性能较好的铸造铝合金适合制作齿轮或涡轮,但滑动性和抗磨性能稍差,因此仅可用于轻、中负荷和中低转速齿轮。
4、非金属材料齿轮箱的故障形式与对策影响齿轮损伤的因素很多,如选材、设计计算、毛坯加工工艺,以至安装调整、润滑和维护使用环节的某种失误均可导致齿轮实效。
下面介绍齿轮损伤的基本类型和特征,以及齿轮损伤同润滑的关系。
齿轮在工作中发生损伤的基本形式主要分为五类,即:磨损、齿面疲劳、胶合、塑性变形和齿轮折断。
1、齿轮磨损:是指啮合过程中齿轮表面材料不断摩擦和消耗的过程。
按磨损损伤机理可以分为:黏着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损等。
而按磨损深度可以将磨损划分为轻微磨损、中等磨损、过度磨损。
以磨粒磨损为例,磨粒主要源于两个方面。
其一为外界进入的砂石、金属铁屑及外界其他物质等。
其二为齿轮箱内部因齿轮损伤而产生的颗粒、氧化皮及其他金属或非金属物质。
硬质磨粒进入到啮合齿面后可导致齿面严重磨损,而软质磨粒进入齿面后导致的磨损相对缓和,但长期运转过程中会严重降低齿轮精度,进而影响齿轮的正常运转。
因此,应尽可能采用闭式齿轮传动,并在初期跑合后换油和清洗齿轮箱,同时优先采用循环系统供油,配置良好的过滤和报警装置。
此外,腐蚀磨损也是导致齿轮故障的主要磨损形式。
主要包括气蚀及特殊介质腐蚀磨损。
腐蚀磨损以化学腐蚀为主,并伴随机械磨损,齿面形成均匀分布的腐蚀坑。
影响齿轮腐蚀的因素也很多,主要包括腐蚀介质的性质、温度、湿度、齿轮材料中合金元素的含量等。
通常,润滑剂中的活性成分如酸和水等都可同齿轮材料发生化学反应,从而导致齿面腐蚀。
虽然金属类极压添加剂的腐蚀作用是避免齿面胶合的决定性因素,但在高温条件下,极压添加剂可分解成具有很强腐蚀作用的活性元素,从而导致金属齿面腐蚀。
钢材中的Ni、Cr、W、Mo等起到较好的抗腐蚀作用。
为了控制和减轻齿轮的腐蚀磨损,应重点控制腐蚀介质,如腐蚀性强的添加剂的用量,同时应注意避免水、酸和其他有害物质对齿面的腐蚀作用。
灵智新能源工程技术研究中心通过齿轮润滑材料的科技创新,使传统极压抗磨剂对齿轮的腐蚀问题得以避免。
工业齿轮油添加剂所包含的巨量纳米金刚石在齿轮油膜中的均匀分布,形成以油膜为载体,纳米金刚石为“滚珠”的“滚珠轴承减磨结构”,利用纳米金刚石滚珠的“滚动减摩”代替齿轮油内化学反应层的“滑动建模”,在不含任何金属极压添加剂的情况下,使普通物理油膜同样具有更好的抗磨功效,因此,有效避免金属极压添加剂造成的腐蚀损害,在齿轮传动润滑材料的技术革新方面具有典型的意义。
2.齿面胶合和擦伤齿轮两啮合齿面的金属,发生胶合磨损是在一定压力下直接接触,“焊合”后又有相对运动,金属从齿面上撕落,或从一个齿面向另一个齿面转移而引起损伤的现象,这是一种较严重的磨损形态。
它通过接触面局部发生粘合,在相对运动下粘合处分离,致使接触面上有小颗粒被拉拽出来,这种过程反复进行多次而使齿面发生破坏。
胶合和擦伤一般发生在重载或高速的齿轮传动中,主要是由于润滑条件不合适而导致齿面间的油膜破裂。
胶合磨损的宏观特征是齿面沿滑动速度方向呈现深、宽不等的条状粗糙沟纹,在齿顶和齿根处较为严重,此时噪声明显增大。
胶合分为冷粘合和热粘合。
冷粘合的沟纹比较清晰,热粘合可能伴有高温烧伤引起的变色。
冷粘合撕伤是在重载低速传动的情况下形成的。
由于局部压力很高,表面油膜破裂,造成轮齿金属表面直接接触,在受压力产生塑性变形时,接触点由于分子相互的扩散和局部再结晶等原因发生粘合,当滑动时粘合结点被撕开而形成冷粘合撕伤。
热粘合撕伤通常是在高速或重载中速传动中,由于齿面接触点局部温度升高,油膜及其他表面膜破裂,表层金属熔合而后又撕裂形成的。
新齿轮未经磨合时,也常常在某一局部产生胶合现象,使齿轮擦伤。
3.齿面接触疲劳齿轮在啮合过程中,既有相对滚动,又有相对滑动。
这两种力的作用使齿轮表面层深处产生脉动循环变化的切应力。
轮齿表面在这种切应力反复作用下,引起局部金属剥落而造成损坏。
其损坏形式有麻点疲劳剥落、浅层疲劳剥落和硬化层疲劳剥落三种。
1.麻点疲劳剥落齿轮在接触应力作用下,工作表面呈痘斑、片状的疲劳损伤,称为麻点疲劳剥落。
麻点疲劳剥落又分初始麻点(非扩展性的)和破坏性麻点(扩展性的)。
初始麻点是由于齿面存在微小的加工误差,表面不平,接触不均匀,齿轮在正常工作载荷作用下,使表面局部产生了高出材料疲劳极限的应力,经过一段循环次数后产生疲劳剥落,形成深度小于0.1mm,直径小于1mm的细小麻点。
破坏性麻点是在接触应力较大,循环次数较多的情况下,初始麻点中产生的次生裂纹,发展成剥落面积较大、较深的剥落坑,麻点深度一般约小于O.4mm。
齿轮齿面在滚动带滑动的接触过程中,因表面凹凸不平,表面摩擦较大,在受挤压时,表面部分地被压平,形成小的表面折叠,其尖端处产生应力集中,在反复切应力的作用下产生局部塑性变形而导致裂纹形成。
在有润滑情况下,由于毛细管作用使润滑油进入裂缝,当齿轮运动时,高压油挤入裂缝,形成油楔。
在油楔压力反复交变冲击作用下,裂纹进一步扩展,同时在裂纹顶端受到垂直弯曲应力作用,像悬臂梁一样,最后将此块弯断,形成麻点剥落。
可见,麻点剥落是从表面产生裂纹,因油楔压力作用而引起浅层剥落。
2.浅层疲劳剥落比麻点剥落大而深的接触疲劳剥落损伤称为浅层疲劳剥落,呈鳞片状,通常坑深约0.4mm,但在硬化层深度以内。
这种剥落常发生在齿轮表面粗糙度低、相对摩擦力小的场合。
3.硬化层疲劳剥落经表面强化处理的齿轮在工作过程中出现大块状剥落,深度达到硬化层过渡去,称为硬化层疲劳剥落。
它是表面硬化齿轮严重剥落的一种形式。
软齿面不易出现这类损伤现象。
(未完待续)。