开式齿轮传动

机械传动中的传动

开式齿轮传动，是齿轮传动中的一种，指齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外面。

基本含义

定义

齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，形式很多，应用广泛，传递的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达150m/s（最高达300m/s），直径能做到10m以上。

种类

齿轮传动分为三种，即开式，半开式和闭式。如在农业机械、建筑机械以及简易的机械设备中，有一些齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外面，这叫开式齿轮传动。这种传动不仅外界杂物极易侵入，而且润滑不良，因此工作条件不好，轮齿也容易磨损，故只宜用于低速传动。当齿轮传动装有简单的防护罩，有时还把大齿轮部分浸入油池中，则称为半开式齿轮传动。它的工作条件虽有改善，但仍不能做到严密防止外界杂物侵入，润滑条件也不算最好。而汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动，都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体（机匣）内，这称为闭式齿轮传动（齿轮箱）。它与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件最好，多用于重要的场合。

开式齿轮传动中易落入灰尘、屑等外部介质而造成润滑油污染，齿轮易于产生磨料磨损。当对开式齿轮给以覆盖时，在相同的工作条件下，开式齿轮的润滑要求与闭式齿轮相同。

开式齿轮传动通常使用高粘度油、沥青质润滑剂或润滑脂，并在比较低的速度下能有效工作。现有三个档次的分类，即普通开式齿轮油（CKH）、极压开式齿轮油（CKJ）及溶剂稀释型开式齿轮油（CKM）。

润滑方法

润滑油的选择

在决定开式齿轮传动润滑油时，应考虑下列因素：

(1) 封闭程度；

(2) 圆周速度；

(3)齿轮直径尺寸；

(4)环境；

(5)润滑油的使用方法；

(6)齿轮的可接近性。

开式齿轮传动的润滑方法

除了在某些场合下润滑油可以循环回流外，此时应设置油池。开式齿轮传动的润滑方法一般是全损耗型的，而任何全损耗型润滑系统，最终在其齿轮表面只有薄层覆盖膜，它们常处在边界润滑条件下，因为当新油或脂补充到齿面时，由于齿面压力作应而挤出，加上齿轮回转时离心力等的综合作用，只能在齿面上留下一层薄油膜，再加上考虑齿轮磨合作用，因此润滑油必须具备高粘度或高稠度和较强的粘附性，以确保有一层连续的油膜保持在齿轮表面上。

开式齿轮暴露在变化的环境条件中工作，例如北方运河水闸的开式齿轮在冬季工作0℃以下的环境中，造纸机干燥机滚筒的开式齿轮系统则工作在高湿度和60℃以上的环境温度中；水泥窑转筒环形齿轮工作在热、雨和灰尘环境条件下，而在自动化生产工厂中，对于大型机械冲床中的大型开式齿轮，其环境虽然不是苛刻的因素，但如果齿轮上的润滑剂被抛离的话，那么损坏齿轮的危险照样存在。

齿轮传动的润滑设计

（1）轮齿形成油楔的条件差；

（2）啮合齿面间压力大，而且相对滑动的大小和方向变化大，齿轮常处于边界润滑和混合润滑状态；

（3）每次啮合都要重新建立油膜，润滑是断续的；

（4）载荷大，摩擦热也大，易使油温上升，加速油膜的破坏

（5）齿轮的材料、热处理、加工和装配精度及齿面粗糙度等影响因素。

因此，齿轮传动的合理润滑设计是十分重要的。

种类及选择种类

用于一般闭式齿轮传动的用于开式齿轮传动的为开式工业齿轮油及润滑脂。

闭式工业齿轮的选择

（1）根据齿面接触应力、齿轮状况和使用工况选择润滑的种类，参见表工业齿轮油种类的选择。

（2）选择润滑油粘度可先计算力-速度因子x=Ks/v，v为齿轮圆周速度（m/s），Ks为滚动压力（MP），其定义式为

开式齿轮传动润滑油的通用类型

开式齿轮传动润滑油的最通用类型是一种像焦油沥青那样具有黑色、胶粘的极重石油残渣材料，这种材料对齿轮起保护作用，要使用它们，必须加热软化。一般是通过供油者加一种溶剂，使它们变成一种液体，这种溶剂是一种挥发性无毒的碳氢化合物，使用时直涂上或喷上，当其溶剂挥发后，有一层塑性的类似橡胶膜覆盖在齿面上，以达到阻止磨损、灰尘和水的损害，最终达到保护齿轮的目的。某些类型的开式齿轮润滑剂要加入极压抗磨添加剂，当它们与大气接触后，就能较稠而牢固地附着在齿轮表面，以阻止灰尘的沉积和水的侵蚀。

润滑

在考虑润滑方式时，应该知道：循环油比周期性加油对齿轮润滑更有效和方便。对于小开式齿轮和齿轮轮系可使用比较软的润滑脂。

噪音分析处理

在齿轮系统中，根据机理的不同，可将噪声分成加速度噪声和自鸣噪声两种。一方面，在齿轮轮齿啮合时，由于冲击而使齿轮产生很大的加速度并会引起周围介质扰动，由这种扰动产生的声辐射称为齿轮的加速度噪声。另一方面，在齿轮动态啮合力作用下，系统的各零部件会产生振动，这些振动所产生的声辐射称为自鸣噪声。对于开式齿轮传动，加速度噪声由轮齿冲击处直接辐射出来，自鸣噪声则由轮体、传动轴等处辐射出来。一般来说，齿轮系统噪声发生的原因主要有以下几个方面：

1.齿轮设计方面。参数选择不当，重合度过小，齿廓修形不当或没有修形，齿轮箱结构不合理等。齿轮加工方面基节误差和齿形误差过大，齿侧间隙过大，表面粗糙度过大等。

2. 齿轮系及齿轮箱方面。装配偏心，接触精度低，轴的平行度差，轴，轴承、支承的刚度不足，轴承的回转精度不高及间隙不当等。

3. 其他方面输入扭矩。负载扭矩的波动，轴系的扭振，电动机及其它传动副的平衡情况等。

经过多年的努力和不断的探索，美嘉华成功引进了世界先进的Blu-Goo润滑剂，其是一种有多种用途的特殊惰性材料，主要用于降低金属间接触。作为一种螺纹密封复合物，该产品在外螺纹和内螺纹间形成一个接触面，可以保护接头免受摩擦和磨损影响，同时可以承受1407公斤/平方厘米的压力，甚至是磨损，腐蚀或错误机加工的螺纹面。该产品也是一种极好的齿轮箱添加剂，可以在内部件上形成以一层薄膜。从而降低摩擦，齿轮噪音以及泄露。它也明显降低力矩应力，满足动力减压需求。它可以用于垫圈面或作为一种填料补充，通过密封以防止流体泄露，可以在316°C的温度下应用，成功达到了降低开式齿轮传动噪声的目的。

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