齿轮油教案5.doc

齿轮油
齿轮油以石油润滑油基础油或合成润滑油为主，加入极压抗磨剂和油性剂调制而成的一种重要的润滑油。用于各种齿轮传动装置，以防止齿面磨损、擦伤、烧结等，延长其使用寿命，提高传递功率效率。齿轮油应具有良好的抗磨、耐负荷性能和合适的粘度。此外，还应具有良好的热氧化安定性、抗泡性、水分离性能和防锈性能。由于齿轮负荷一般都在490兆帕（MPa)以上，而双曲线齿面负荷更高达2942MPa，为防止油膜破裂造成齿面磨损和擦伤，在齿轮油中常加入极压抗磨剂，普遍采用硫- 磷或硫-磷-氮型添加剂
简介
齿轮油应具有良好的抗磨、耐负荷性能和合适的粘度。此外，还应具有良好的热氧化安定性、抗泡性、水分离性能和防锈性能。由于齿轮负荷一般都在490兆帕（MPa)以上，而双曲线齿面负荷更高达2942MPa，齿轮油的用量约占润滑油总量的6%～8%。齿轮油是性能优异的润滑油
齿轮油以石油润滑油基础油或合成润滑油为主，加入极压抗磨剂和油性剂调制而成的一种重要的润滑油。用于各种齿轮传动装置，以防止齿面磨损、擦伤、烧结等，延长其使用寿命，提高传递功率效率。而双曲线齿面负荷更高达2942MPa，为防止油膜破裂造成齿面磨损和擦伤，在齿轮油中常加入极压抗磨剂，普遍采用硫- 磷或硫-磷-氮型添加剂
性能
齿轮油一般要求具备以下6条基本性能：

齿轮油实物
1、合适的粘度及良好的粘温性,粘度是齿轮油最基本的性能。粘度大，形成的润滑油膜较厚，抗负载能力相对较大。
2、足够的极压抗磨性
极压抗磨性是齿轮油最重要的性质、最主要的特点。
是赖以防止运动中齿面磨损、擦伤、胶合的性能。
抗磨、耐负荷性能 　由于齿轮负荷一般都在490MPa以上，而双曲线齿面负荷更高达2942MPa,为防止油膜破裂造成齿面磨损和擦伤，在齿轮油中一般都加入极压抗磨剂，以前常用硫-氯型、硫-磷-氯型、硫-氯-磷-锌型、硫-铅型和硫-磷-铅型添加剂。普遍采用硫-磷或硫-磷-氮型添加剂。
3、良好的抗乳化性
齿轮油遇水发生乳化变质会严重影响润滑油膜形成而引起擦伤、磨损。
4、良好的氧化安定性和热安定性
良好的热氧化安定性保证油品的使用寿命。
5、良好的抗泡性
生成的泡沫不能很快消失将影响齿轮啮合处油膜形成，夹带泡沫使实际工作油量减少，影响散热。
6、良好的防锈防腐蚀性
腐蚀和锈蚀不仅破坏齿轮的几何学特点和润滑状态，腐蚀与锈蚀产物会进一步引起齿轮油变质，产生恶性循环。
齿轮油还应具备其他－些性能，如粘附性、剪切安定性等。目前我国多数中、重负荷工业齿轮油所用的极压添加剂以硫磷型为主与国外同类产品质量水平相当。
3工作条件
各种机械传动机构中的齿轮，据其轴线相互位置关系的不同，可分为平行轴传动、相交轴传动和交错轴传动。每类传动中按齿轮和齿的形状不同又有不同的传动方式，如平行轴传动的直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿圆柱齿轮；相交轴传动的有直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮、螺旋锥齿轮；交错轴传动的有双曲线齿轮、蜗轮蜗杆、螺旋传动。
l.齿轮传动特点及齿轮油工作条件
l)齿轮传动效率高，一般圆柱齿轮传动效率可达98%，与轴承相比，齿轮的当量曲线半径小，油楔条件差。
2)齿轮传动齿与齿间是线接触，因此，接触面积小，单位接触压力高。一般汽车齿轮单位接触压力可达2000-3000MPa，而双曲线齿轮更高，可达3000一4000MPa。
3)齿轮传动不仅有线接触，还有滑动接触，特别是双曲线齿轮，轮齿间其有较高的相对滑动速度，一般可达8m/o左右。这在高速大负荷条件下，会使油膜变薄甚至局部破裂，导致摩擦与磨损加剧，甚至引起擦伤和咬合。
4)齿轮油的工作温度一般较内燃机油低，在很大程度上随环境温度变化而变化，车辆齿轮油油温一般不高于100'C。现代轿车采用双曲线齿轮，因其轴线偏置量较大，在车速高时会使齿轮轮面问的相对滑动速度很高，使油温达到160'C一180'C。
4闭式工业油
闭式工业齿轮油中有中负荷和重负荷两大系列，主要为矿物油型产品。虽然大型用油设备有外置油箱，内设加热器与冷凝管，可保障润滑油在循环过程中的温度，但很多用油设备因用油量少，无恒温设施，还有一些露天设备，易受环境温度影响。即使大型用油设备，虽然油品在使用过程中恒温，但设备在冬季检修时油品往往因流动性差难以放出和加注润滑油。为保证油品有良好的低温流动性，质量标准中规定的倾点已难以满足要求。许多专业润滑油公司，例如美孚，康普顿，德国力魔，美国铁霸等，推出了新一代以聚α烯烃为原料的高性能工业齿轮油，简称合成工业油。这类油品不但性能超出普通矿物油几倍，同时寿命也比普通矿物油长2倍以上，综合成本反而不高于普通工业齿轮油，例如康普顿SHC系列合成工业齿轮油，价格虽是L-CKC系列的3倍，但综合使用成本却相同。加上节省的维修费，停工费，延长的机械寿命，合成工业齿轮油的经济效益就非常明显了。
黏度指数的误解：
另外较高的黏度指数可降低油品黏度受温度的影响，适应更宽的使用温度范围。由于基础油来源不同，GB5903-1995 标准中，用中等黏度指数MVI基础油调制L-CKC中负荷工业齿轮油，允许黏度指数不小于70，而用较高黏度指数的石蜡基基础油调制要求不小于90。但很多用户没有注意到这点，难免误认为MVI基础油调制的产品黏度指数不合格。
工业齿轮油的环保：
因工业齿轮油中含有硫磷添加剂，在使用过程中气味难闻，有不少用户反映此事，为此润滑油厂家对以矿物油为原料的工业齿轮油进一步调整配方，克服气味难闻的问题，利于健康环保。
美孚齿轮油：
美孚润滑油产品一应俱全，其中包括：汽车用发动机油、齿轮油、刹车油、冷却液、

美孚润滑油实景图
滑脂等汽车专用产品及摩托车机油；工业齿轮油、液压油、切削油、空气压缩机油、滑脂、涡轮机及循环系统油、机床导轨油、传热油、纺织机油、冷冻机油、防锈油、金属轧制油、气动工具油、电绝缘油；船舶及航空用油等。
美孚齿轮油特性：
美孚齿轮油是性能优异的齿轮油，具有杰出的极压特性和承载能力，适用于所有循环或飞溅润滑的密闭齿轮使用。本系列产品选用高度精密练的基础油，极其高温和低温的运行条件下也能提供卓越的性能，与抗氧化和抗降解等特别添加剂配制而成。具有减少摩擦力的特性，能够减少动力消耗，降低整体油温。美孚齿轮油系列能防止腐蚀和锈蚀（包括海水）。具有优异的分水特性，在使用过程中有很强的抗泡能力。
康普顿工业齿轮油：
康普顿工业油事业部有完整的工业油产品体系，液压油、工业齿轮油、压缩机油、真空泵油、轴承油、矿物型导热油、防锈油、汽轮机油、纺织机械用油、合成循环系统油、合成高温链条油、牵引油、造纸机油、电火花油、白电油、润滑脂、康普顿特种润滑脂等一系列产品。
主流工业齿轮油的型号：

环保型密炼机油
格尔L-CKC中负荷工业齿轮油
格尔L-CKD重负荷工业齿轮油
L-CKE蜗轮蜗杆油
轴承循环油
PAG系列合成工业齿轮油
SHC系列合成工业齿轮油
SHC系列合成工业齿轮油
5作用
1)降低齿轮及其它运动部件的磨损,延长齿轮寿命。
2)降低摩擦,减少功率损失。
3)分散热量,起一定的冷却作用。
4)防止腐蚀和生锈。
5)降低工作噪声、减少振动及齿轮间的冲击作用。
6)冲洗污物,特别是冲去齿面间污物,减轻磨损。
6主要指标
L-CKC中负荷闭式工业齿轮油质量控制指标
产品符合国家标准：GB 5903-1995
本系列产品是采用精制润滑油馏份为基础油，加入抗氧、防锈和极压等多种添加剂制得，具有良好的抗氧、防锈、抗乳化、抗泡沫性和极压抗磨性，在重负荷、冲击负荷下能保持良好的润滑性。
适用于中等温度和重负荷下运转的齿面接触应力小于1000N/mm2的工业闭式齿轮传动装置的润滑
L-CKC油是在L-CKB油基础上再提高其极压性能的一种极压型工业闭式齿轮油
项目
单位
质量指标
试验方法
68#
100#
150#
220#
320#
460#
680#
运动粘度（40℃）
mm2/s
61.2~
74.8
90~
110
135~
165
198~
242
288~
352
414~
506
612~
748
GB/T265
粘度指数，不小于

90
GB/T2541
闪点（开口），不低于
℃
180
180
200
200
200
200
200
GB/T267
倾点，不高于
℃
-8
-8
-8
-8
-8
-8
-5
GB/T3535
水分，不大于
%
痕迹
GB/T260
机械杂质，不大于
%
0.02
GB/T511
铜片腐蚀（121℃，3h），不大于
级
1
GB/T5096
液相锈蚀试验（蒸馏水、合成海水）

无锈
GB/T11143
泡沫性（泡沫倾向/泡沫稳定性）
24℃，不大于
93.5℃ ，不大于
后24℃，不大于
mL/mL
75/10
75/10
75/10
GB/T12579
抗乳化性（82℃）
油中水，不大于
乳化层，不大于
总分离水，不小于
%
mL
mL
1.0
2.0
60
1.0
2.0
60
1.0
2.0
60
1.0
2.0
60
1.0
2.0
60
1.0
4.0
50
1.0
4.0
50
GB/T8022
Timken机试验
OK负荷，不小于
N(lb)
200(45)
GB/T11144
FZG齿轮机试验（A/8.3/90）
通过级，不小于
级
11
S
GL-4中负荷车辆齿轮油质量控制指标
本系列产品是采用高粘度指数基础油，加入抗氧、防锈、防腐和极压等多种添加剂制得，具有良好的极压抗磨性、抗擦伤性、热氧化安定性、防腐性、防锈性和贮存安定性。
适用于低速高低扭矩、高速低扭矩下操作的手动传动箱、螺旋伞齿轮特别是各种车用的准双曲线齿轮润滑，也可用于要求使用API GL-4规格油品的各种国产和进口车辆。
项目
单位
质量指标
试验方法
90
85W/90
80W/90
运动粘度（100℃）
mm2/s
13.5~24.0
GB/T265
粘度指数，不小于

75
—
—
GB/T2541
表观粘度达150Pa·s时温度，不高于
℃
—
-12
-26
GB/T11145
闪点（开口），不低于
℃
180
180
165
GB/T3536
倾点，不高于
℃
-10
-15
-30
GB/T3535
机械杂质，不大于
%
0.05
GB/T511
水分，不大于
%
痕迹
GB/T260
铜片腐蚀（121℃，3h），不大于
级
3b
GB/T5096
锈蚀试验（15#钢棒）

无锈
GB/T11143A法
最大无卡咬负荷PB，不小于
N
883
GB/T3142
泡沫特性（泡沫倾向/泡沫稳定性）
24℃±0.5℃，不大于
93℃±0.5℃，不大于
后24℃±0.5℃，不大于
mL/mL
100/0
100/0
100/0
GB/T12579
齿轮台架试验

通过
附录
7分类
分为汽车齿轮油和工业齿轮油两类。前者用于润滑各种汽车手动变速箱和齿轮传动轴；后者用于润滑冶金、煤炭、水泥和化工等各种工业的齿轮装置。
工业齿轮油
分　级
现行名称
组成、特性及使用说明
L-CKB
抗氧化防锈型
普通工业齿轮油
由精制矿物油加入抗氧化、防锈添加剂调配而成，有严格的抗氧化、防锈、抗泡、抗乳化性能要求，适用于一般轻负荷的齿轮润滑
L-CKC
极压型
中负荷工业齿轮油
由精制矿物油加入抗氧化、防锈、极压抗磨剂调配而成，比CKB具有较好的抗磨性，适用于中等负荷的齿轮润滑
L-CKD
极压型
重负荷工业齿轮油
由精制矿物油加入抗氧化、防锈、极压抗磨剂调配而成，比CKC具有更好的抗磨性和热氧化安定性，适用于高温下操作的重负荷的齿轮润滑
L-CKE
蜗轮蜗杆
蜗轮蜗杆油
由精制矿物油或合成烃加入油性剂等调配而成，具有良好的润滑特性和抗氧化、防锈性能，适用于蜗轮蜗杆润滑
L-CKT
合成烃极压型
低温中负荷
工业齿轮油
以合成烃为基础油，加入同CKC相似的添加剂，性能除具有CKC的特性外，有更好的低温、高温性能，适用于高、低温环境下的中负荷齿轮之润滑
L-CKS
合成烃齿轮油
以合成油或半合成油为基础油加入各种相应的添加剂，适用低温、高温或温度变化大、耐燃、耐热、耐化学品以及其他特殊场合的齿轮传动润滑
车用齿轮油
1，美国石油学会(API)车辆齿轮油使用性能分级
使用性能分级
GL-1
GL-2
GL-3
GL-4
GL-5
旧API使用
性能分档
普　通
蜗轮用
中等极压性
通用强极压性

润滑油类型
直馏或残馏油
含油性剂、脂，直馏或残馏油
含硫、磷、氯等化合物或锌化合物等极压剂的直馏或残馏油的混合物

适用范围
低负荷低速的正齿螺旋齿轮、蜗轮蜗杆、锥齿轮及手动变速器等
稍高速、高负荷、条件稍苛刻的蜗轮蜗杆及其他齿轮（准双曲面齿轮不能用）
不能用GL-1或GL-2的中等负荷及中速的正齿轮及手动变速器（准双曲面齿轮不适用）
高速低扭矩、低速高扭矩的准双曲面齿轮及很苛刻条件下工作的其他齿轮
比GL-4更苛刻的耐低速高扭矩、高速低扭矩和高速、冲击性负荷的准双曲面齿轮用
使用部位
不能满足汽车齿轮要求，不能用在汽车上
不能满足汽车齿轮的要求，除特殊情况外不能用在汽车上
变速箱、转向器齿轮及条件缓和的差速器齿轮
差速器齿轮、变速箱齿轮及转向器齿轮
工作条件特别苛刻的差速器齿轮及后桥齿轮
含极压剂量，%

2～4
3～6
6～10
相当标准

MIL-L-2105
MIL-L-2105B(C)

2，国内车辆齿轮油的性能分级
代　号
组 成、特 性 和 使 用 说 明
使　用　部　位
L-CLC
精制矿物油加抗氧化剂、防锈剂、抗泡剂和少量极压剂等制成。适用于中等速度和负荷比较苛刻的汽车手动传递箱和曲线齿锥齿轮的驱动桥。这种油比CLA和CLB有较好的耐负荷能力
汽车的手动变速器，曲线齿锥齿轮的驱动桥
L-CLD
精制矿物油加入抗氧化剂、防锈剂、抗泡剂和极压剂等制成。适用于在低速高扭矩或高速低扭矩下工作的各种齿轮，特别是客车和其他各种车辆用的准双曲面齿轮
汽车的手动变速器、曲线齿锥齿轮和使用条件不太苛刻的准双曲面齿轮的驱动桥
L-CLE
由精制矿物油加抗氧化剂、防锈剂、抗泡剂和极压剂等制成。适用于在高速冲击负荷、高速低扭矩和低速高扭矩下工作的各种齿轮，特别是客车和其他车辆的准双曲面齿轮
工作条件缓和或苛刻的准双曲面齿轮及其他各种齿轮的驱动桥，也可用于手动变速器
3，我国汽车齿轮油的粘度分类
粘度牌号
达到150Pa ·s的最高温度/℃
100℃时运动粘度/mm2·s
最低
最高
70W
-55
4.1
--
75W
-40
4.1
--
80w
-26
7.0
--
85w
-12
11.0
--
90
--
13.5
24.0
140
--
24.0
41.0
250
--
41.0
--
8正确使用
1、根据齿轮工作条件的苛刻程度选用使用等级。
齿轮工作条件的苛刻程度是由齿轮的类型及其工作时的负荷和表面滑移速度决定的。普通齿轮传动可选用普通车辆齿轮油，准双曲面齿轮传动必须选用准双曲面齿轮油。若汽车在山区或满载拖挂行驶，并经常处于高负荷状态下，工作苛刻、油温较高，也可以选用准双曲面齿轮油。
2、依据季节气温选择粘度等级。
齿轮的低温粘度达150000mPa.s时的最高温度决定其适用的最低气温。因此齿轮油的粘度等级一般是根据不同地区或季节的气温情况来选择的。气温高时，选择粘度高的齿轮油；反之，气温低时，选择粘度低的齿轮油。如长江流域及其他地区冬季气温不低于-10℃的地区，全年可用90号油。长江以北冬季气温不低于-26℃的寒区，全年可用80W/90油。黑龙江、内蒙古、新疆等冬季气温在-26℃以下的严寒区，冬季使用75W号油，夏季换用90号油。其他地区全年可用85W/90油。
选择的依据
齿轮种类，齿轮转速，传动比，环境温度及运行温度，输入功率，负载特性（恒载、冲击、负载大小），驱动形式，润滑方式（飞溅、压力），水份污染，油品泄漏等。
影响齿轮润滑的因素
温度：温度下降时，润滑油会变稠。温度上升时，则会变稀。因此在低温条件下需要低粘度的润滑油，而在高温条件下则需要厚重的油以防止金属与金属之间的干摩擦。
速度：滑动和转动的速度越快，齿轮间挤进润滑剂的时间就越少。同时在高速运作下润滑油更易结块变厚。因此：低速用高粘度（稠油），高速用低粘度油（稀油）。
负荷（压力）：高粘度油比稀油更能抵御重负并防止金属与金属之间的碰撞。因此：轻负荷需要低粘度的润滑油，高负荷需要高粘度的润滑油。
冲击负荷：例如由引擎发出的律动力，这就需要比较厚重的油以防油膜的瞬间碎裂而产生的边界润滑，因为只有极少的润滑油可留下。在这种情况下，需要一种含有极压添加剂（EP）的润滑油。
齿轮类型：使用直齿、斜齿、人字齿和伞齿轮副时，滑动和转动会产生有效的油膜形成从而减缓啮合的轮齿间的直接接触。在涡轮涡杆和双曲面齿轮等非平等轴传动装置上，相对滑动运作的方向不利于维持油膜。在这此传动装置上，往往大量出现边界润滑。因此，在涡轮涡杆装置和大偏心量的双曲齿轮传动装置上需要仍为厚重的油。当这些传动装置受到重负和高压时，就要选择具有的高强油膜特性（高粘度）、光滑性、润滑性或甚至极压添加剂的润滑油