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，帶著其工作產生的熱量，約占總油量的80%左右。油量過少會導致齒輪潤滑不足，容易引起齒輪早期失效或磨損，油量過多會增加攪油損失，降低齒輪箱的效率，那么我們在齒輪箱設計時，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，潤滑齒輪箱內的各齒輪和軸承運動部件。攪油潤滑常用于線速度較低的應用場合，線速度一般小于15m/s時，可采用攪油潤滑。

攪油潤滑所需的油量一般是按照經驗首先確定一個浸油深度。根據相關文獻，當齒輪節圓線速度v＜3m/s時，浸油深度為3~6倍模數。當節圓線速度大于3m/s時，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，最后需通過潤滑仿真分析來確定油量是否滿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網格粒子法進行潤滑仿真，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，過濾器和冷卻器等，潤滑油通過油泵，經過濾器，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計算齒輪的熱損失（包括嚙合損失和攪油風阻損失），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