開式齒輪傳動

開式齒輪傳動

開啟式齒輪由於其傳遞功率的高效性得到廣泛的套用。

基本介紹

  • 中文名:開式齒輪傳動
  • 外文名:open gear drive
基本含義,定義,種類,潤滑方法,噪音分析處理,

基本含義

定義

齒輪傳動是機械傳動中最重要的傳動之一,形式很多,套用廣泛,傳遞的功率可達數十萬千瓦,圓周速度可達150m/s(最高達300m/s),直徑能做到10m以上。

種類

齒輪傳動分為三種,即開式,半開式和閉式。如在農業機械建築機械以及簡易的機械設備中,有一些齒輪傳動沒有防塵罩或機殼,齒輪完全暴露在外面,這叫開式齒輪傳動。這種傳動不僅外界雜物極易侵入,而且潤滑不良,因此工作條件不好,輪齒也容易磨損,故只宜用於低速傳動。當齒輪傳動裝有簡單的防護罩,有時還把大齒輪部分浸入油池中,則稱為半開式齒輪傳動。它的工作條件雖有改善,但仍不能做到嚴密防止外界雜物侵入,潤滑條件也不算最好。而汽車、工具機、航空發動機等所用的齒輪傳動,都是裝在經過精確加工而且封閉嚴密的箱體(機匣)內,這稱為閉式齒輪傳動齒輪箱)。它與開式或半開式的相比,潤滑及防護等條件最好,多用於重要的場合。
開式齒輪傳動中易落入灰塵、屑等外部介質而造成潤滑油污染,齒輪易於產生磨料磨損。當對開式齒輪給以覆蓋時,在相同的工作條件下,開式齒輪的潤滑要求與閉式齒輪相同。
開式齒輪傳動通常使用高粘度油、瀝青質潤滑劑或潤滑脂,並在比較低的速度下能有效工作。現有三個檔次的分類,即普通開式齒輪油(CKH)、極壓開式齒輪油(CKJ)及溶劑稀釋型開式齒輪油(CKM)。

潤滑方法

潤滑油的選擇
在決定開式齒輪傳動潤滑油時,應考慮下列因素:
(1) 封閉程度;
(2) 圓周速度;
(3)齒輪直徑尺寸;
(4)環境;
(5)潤滑油的使用方法;
(6)齒輪的可接近性。
開式齒輪傳動的潤滑方法
除了在某些場合下潤滑油可以循環回流外,此時應設定油池。開式齒輪傳動的潤滑方法一般是全損耗型的,而任何全損耗型潤滑系統,最終在其齒輪表面只有薄層覆蓋膜,它們常處在邊界潤滑條件下,因為當新油或脂補充到齒面時,由於齒面壓力作應而擠出,加上齒輪迴轉時離心力等的綜合作用,只能在齒面上留下一層薄油膜,再加上考慮齒輪磨合作用,因此潤滑油必須具備高粘度或高稠度和較強的粘附性,以確保有一層連續的油膜保持在齒輪表面上。
開式齒輪暴露在變化的環境條件中工作,例如北方運河水閘的開式齒輪在冬季工作0℃以下的環境中,造紙機乾燥機滾筒的開式齒輪系統則工作在高濕度和60℃以上的環境溫度中;水泥窯轉筒環形齒輪工作在熱、雨和灰塵環境條件下,而在自動化生產工廠中,對於大型機械沖床中的大型開式齒輪,其環境雖然不是苛刻的因素,但如果齒輪上的潤滑劑被拋離的話,那么損壞齒輪的危險照樣存在。
齒輪傳動的潤滑設計
1)輪齒形成油楔的條件差;
2)嚙合齒面間壓力大,而且相對滑動的大小和方向變化大,齒輪常處於邊界潤滑混合潤滑狀態;
3)每次嚙合都要重新建立油膜,潤滑是斷續的;
4)載荷大,摩擦熱也大,易使油溫上升,加速油膜的破壞
5)齒輪的材料、熱處理、加工和裝配精度及齒面粗糙度等影響因素。
因此,齒輪傳動的合理潤滑設計是十分重要的。
種類及選擇 種類
用於一般閉式齒輪傳動的用於開式齒輪傳動的為開式工業齒輪油潤滑脂
閉式工業齒輪的選擇
1)根據齒面接觸應力、齒輪狀況和使用工況選擇潤滑的種類,參見表 工業齒輪油種類的選擇。
2)選擇潤滑油粘度可先計算力-速度因子x=Ks/v,v為齒輪圓周速度(m/s),Ks為滾動壓力(MP),其定義式為
開式齒輪傳動潤滑油的通用類型
開式齒輪傳動潤滑油的最通用類型是一種像焦油瀝青那樣具有黑色、膠粘的極重石油殘渣材料,這種材料對齒輪起保護作用,要使用它們,必須加熱軟化。現在一般是通過供油者加一種溶劑,使它們變成一種液體,這種溶劑是一種揮發性無毒的碳氫化合物,使用時直塗上或噴上,當其溶劑揮發後,有一層塑性的類似橡膠膜覆蓋在齒面上,以達到阻止磨損、灰塵和水的損害,最終達到保護齒輪的目的。某些類型的開式齒輪潤滑劑要加入極壓抗磨添加劑,當它們與大氣接觸後,就能較稠而牢固地附著在齒輪表面,以阻止灰塵的沉積和水的侵蝕。
潤滑
在考慮潤滑方式時,應該知道:循環油比周期性加油對齒輪潤滑更有效和方便。對於小開式齒輪和齒輪輪系可使用比較軟的潤滑脂

噪音分析處理

在齒輪系統中,根據機理的不同,可將噪聲分成加速度噪聲自鳴噪聲兩種。一方面,在齒輪輪齒嚙合時,由於衝擊而使齒輪產生很大的加速度並會引起周圍介質擾動,由這種擾動產生的聲輻射稱為齒輪的加速度噪聲。另一方面,在齒輪動態嚙合力作用下,系統的各零部件會產生振動,這些振動所產生的聲輻射稱為自鳴噪聲。對於開式齒輪傳動,加速度噪聲由輪齒衝擊處直接輻射出來,自鳴噪聲則由輪體、傳動軸等處輻射出來。一般來說,齒輪系統噪聲發生的原因主要有以下幾個方面:
1.齒輪設計方面。 參數選擇不當,重合度過小,齒廓修形不當或沒有修形,齒輪箱結構不合理等。齒輪加工方面 基節誤差和齒形誤差過大,齒側間隙過大,表面粗糙度過大等。
2. 齒輪系及齒輪箱方面。裝配偏心,接觸精度低,軸的平行度差,軸,軸承、支承的剛度不足,軸承的迴轉精度不高及間隙不當等。
3. 其他方面輸入扭矩。負載扭矩的波動,軸系的扭振,電動機及其它傳動副的平衡情況等。
經過多年的努力和不斷的探索,美嘉華成功引進了世界先進的Blu-Goo潤滑劑,其是一種有多種用途的特殊惰性材料,主要用於降低金屬間接觸。作為一種螺紋密封複合物,該產品在外螺紋和內螺紋間形成一個接觸面,可以保護接頭免受摩擦和磨損影響,同時可以承受1407公斤/平方厘米的壓力,甚至是磨損,腐蝕或錯誤機加工的螺紋面。該產品也是一種極好的齒輪箱添加劑,可以在內部件上形成以一層薄膜。從而降低摩擦,齒輪噪音以及泄露。它也明顯降低力矩應力,滿足動力減壓需求。它可以用於墊圈面或作為一種填料補充,通過密封以防止流體泄露,可以在316°C的溫度下套用,成功達到了降低開式齒輪傳動噪聲的目的。

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