談農業機械傳動齒輪的損壞與潤滑

王靜妍

摘要：對農業機械傳動齒輪損壞的五種形式進行了分析，指出潤滑不良是主要原因，提醒使用者要注意選擇正確的潤滑方式，使用合乎要求的潤滑油。

關鍵詞：農業機械；傳動齒輪；潤滑油

中圖分類號：S21907文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.11.037

齒輪傳動具有傳動效率高、結構緊湊、工作可靠、使用壽命長等優點，是農業機械中最主要的一種傳動方式，在現代機器制造業中應用極廣。變速箱、中央傳動、最終傳動中都是由齒輪來傳遞動力，齒輪經常在高轉速、高負荷情況下工作，齒輪損壞現象時常發生。近年來，農業機械的功率越來越大，轉速、載重能力也越來越大，這就對齒輪的承載能力提出了更高的要求。而要充分發揮齒輪的承載能力，減小齒輪的失效可能，延長齒輪的使用壽命，潤滑質量是重要影響因素。

1齒輪損壞形式

（1）輪齒折斷。由于法向壓力對輪齒的作用，將在它的根部產生最大彎曲正應力，且根部有較大的應力集中，所以輪齒易從根部折斷。另外，當齒輪突然反向或短期超載，易產生沖擊折斷。防止辦法：安裝齒輪時要符合要求，齒輪設計時應適當增強齒厚，使用中盡量減少沖擊。

（2）齒輪磨損。在嚙合傳動中，除了在節點接觸外，兩齒廓在任何位置接觸時，齒面上各點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滑動。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，由污染的潤滑油或者添加劑產生的對齒輪表面的化學侵蝕。防止辦法：在設計齒輪時應適當提高齒面硬度和表面粗糙度，并注意潤滑油的清潔和定期更換。

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

（4）齒面膠合。其原因是齒輪溫度高、速度快，使潤滑油黏度下降，失去潤滑功能，以及齒輪的瞬時高溫等。防止辦法：選用黏度較大的潤滑油或采用抗膠合性能優良的活性化潤滑油。

（5）齒面塑性變形。齒輪表面硬度不高，將發生齒面塑性變形，破壞傳動的平穩性。防止辦法：增強表面硬度。

2齒輪潤滑

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

2.1齒輪潤滑方法

（1）油浴及濺油潤滑。以齒輪箱為油箱，使齒輪浸入油內一定深度，靠齒輪旋轉時油的飛濺來滿足減速箱各潤滑部位的潤滑。此方法只適宜于速度不高的中、小型齒輪傳動。

（2）噴油潤滑法。當齒輪的圓周速度超過12～15 m/s時，若仍采用油浴或濺油潤滑，攪油損失將會顯著增加，并將導致潤滑油迅速變質。這時，可采用噴油潤滑法，即利用噴嘴將壓力油噴到齒輪副上。當直齒輪的圓周速度<20 m/s，斜齒輪的圓周速度<40 m/s時，可直接噴至嚙合處。當齒輪的圓周速度更高時，潤滑油則應分別噴到兩個齒輪上，齒輪的圓周速度越高，噴油點距嚙合點的距離應越遠，或者從齒輪的端面噴油，以免在工作齒廓間形成過大的流體動壓力而影響齒輪的強度和壽命。同時從端面噴油還可減少齒輪的動力消耗。

（3）油霧潤滑法：用壓縮空氣把潤滑油從噴嘴噴出，潤滑油霧化后，隨壓縮空氣彌散至摩擦表面起潤滑作用，油霧潤滑油膜層較薄，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的齒輪傳動上。

2.2潤滑油的選擇

潤滑油分為礦物潤滑油、合成潤滑油及動植物油。其中合成潤滑油成本很高，只用在高、低溫或有其他特殊要求的地方；動植物油產量有限，且易變質，故也只用在有特殊要求的場合；而礦物油的產量豐富，且成本低廉、性能穩定，故應用廣泛。礦物油又根據用途和黏度的不同分為許多種，如機械油、機床液壓油、齒輪油等。具體選擇時可考慮以下幾個方面的問題：

（1）根據工作條件的苛刻程度選擇潤滑油。變速箱中的齒輪都是正齒輪和斜齒輪，而且負荷和滑移速度不大，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齒輪，國產拖拉機多采用螺旋傘齒輪，該齒輪承受的負荷大、速度高，一般可選用普通車輛齒輪油。如拖拉機翻耕深松作業時，齒面經常處于高負荷，油溫很高，應選用硫磷型中負荷（GL-4）車輛齒輪油。國內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、結構緊湊等優點，重負荷作業用普通車輛潤滑油，會使齒面擦傷和膠合，應采用硫磷型中負荷（GL-4）或使用硫磷型重負荷（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。但黏度過大，在齒輪的嚙合部位就難以得到需要的潤滑油量。如果齒輪油黏度過小，則承載能力低，易引起齒面擦傷。因此，選用齒輪油時，要根據當地的環境溫度及機械的實際使用情況來決定。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。高速齒輪傳動油膜形成條件好，但攪拌損失大，因此應選用黏度低的油。