齿轮作业程序油料损耗的实验探讨

来源：塑胶五金网发布时间：2014-11-06 15:35:15点击率：

　　试验共进行两个项目：齿轮箱2个大齿轮搅油试验，试验时箱体结构如a;齿轮箱单个大齿轮搅油试验，试验时箱体结构如b.为了研究搅油损失与转速、油液温度和静态浸深的规律，先进行双齿轮搅油试验，齿轮箱挂低挡。双齿轮试验中发现搅油损失随转速的非线性未得到充分体现( 转速2300r/min)，后来串联一个小变速箱，将输入转速提高到3800r/min，做单齿轮搅油试验。

　　本试验中设定齿轮箱大齿轮静态浸油深度(简称浸深)、油温和输入转速为自变量，输出功率(搅油损失)为函数。在一个浸深下进行的试验计为一个试验。

　　整个试验按浸深：10mm、20mm、30mm、40mm进行。试验油温从30开始到90(90以上时油液黏度差别不大，)，取30、40、50、60、70和906个点。每一油温范围做一次全转速试验，即输入转速范围从600r/min一直到转速3800r/min，间隔100r/min记录一次转矩和转速。用转矩仪测量每个稳定速度点的转矩值，每个测点记录6个数据。

　　试验数据处理及结果分析试验共采集数据6000多个，每个转速采集6个数据进行平均，在双齿轮搅油试验中所测搅油损失数值计入了4个轴承(2个球轴承2个滚子轴承)的损失和两个齿轮的啮合损失;在单齿轮搅油试验中，计入了两个轴承(1个球轴承1个滚子轴承)的损失。齿轮输入功率的计算公式为P=Tn9550式中，T为输入转矩，n为输入转速。

　　试验数据用EXCEL软件进行处理，EXCEL软件可以将表格数据转换为图像加以显示。利用试验数据分别给出损失功率与转速、损失功率与浸深以及损失功率与油温的关系曲线，以及各个试验时的温度波动曲线。

　　单齿轮搅油损失数据分析(含轴承损失)固定齿轮浸油深度，油液温度为自变量在固定浸油深度情况下，从可以看出，各个转速下的功率损失随温度升高呈线性下降趋势，在3000r/min以下时功率下降量不明显，3000r/min以上时下降明显;根据试验结果，从任意一个浸深所做试验的结果可见，温度(代表油液黏度)对功率损失的影响不大，变化量不超过1kW，因此可以选用修正系数说明油温对功率损失的影响程度。

　　固定温度值，以浸深作为自变量在油温固定的情况下，从可以看出，转速低于2000r/min时，功率损失随浸深增加呈线性增加趋势，但增加幅度不大，一般在0.5kW左右;转速高于2000r/min时功率损失与浸深呈非线性，转速越高曲线曲率越大，3800r/min时，10mm浸深与40mm浸深搅油功率损失差值在3kW以上。固定浸深，转速为自变量在浸深固定的情况下，从可以看出，功率与转速呈非线性关系，拟合曲线为三次多项式，各个温度下的功率损失曲线比较密集，从而说明温度对功率损失影响不大。

　　40mm浸深时各转速下功率损失与油温关系40时各转速下功率损失与浸深关系40mm浸深时各温度下功率损失与转速关系3.2两个大齿轮搅油试验结果分析(含齿轮啮合损失和轴承损失)40mm浸深时功率与转速关系固定浸深，温度为自变量在固定浸深的情况下，由可以看出，各个转速下的功率损失呈线性下降趋势，在1500r/min以下，功率损失下降量在0.2kW左右，在1500r/min以上时功率损失下降量也不超过0.5kW.

　　规律与单个齿轮搅油试验低速时相同，说明低速(1500r/min以下)时，油温对搅油功率损失的影响微乎其微。

　　在温度保持一定的情况下，由可以看出，各个转速下的功率损失在浸深10mm40mm区段内呈线性上升趋势，上升幅度不大，当浸深达到50mm时，损失急剧上升，此时齿轮箱内两个大齿轮和4个小齿轮均搅油。

　　40mm浸深时各转速下功率损失与油温的关系70时各转速下功率损失与浸深的关系固定浸深，转速为自变量在浸深固定的情况下，从0可以看出，功率与转速呈非线性关系，拟合曲线为三次多项式(图7)，各个温度下的功率损失曲线比较密集，从而说明温度对功率损失影响不大。

　　试验研究结论在静态浸深一定的情况下，搅油功率损失与输入转速成三次曲线关系;在转速一定的情况下，功率损失与浸深成三次曲线关系;0浸深10mm时各温度下功率损失与转速的关系在油温、转速和浸深三个影响因素中，油温变化对搅油功率损失影响不大(30110)，转速对功率损失的影响大;浸深一定时，低转速下(2000r/min以下)，功率损失与浸深成线性关系，且损失值较小;功率损失与转速成线性关系。

　　单个大齿轮搅油损失与两个大齿轮搅油损失相比，二者不是简单的加法关系。

　　设搅油时齿轮箱输入端转速为2000r/min，静态浸深为30mm，油温为30，在双齿轮搅油试验中测得的搅油损失功率为1.667kW，主动轴上大齿轮转速为2000r/min，被动轴上大齿轮转速为1318r/min;在同样条件下，单齿轮搅油输入转速为1318r/min时，功率损失值为0.79kW;输入转速为2000r/min时，功率损失值为1.514kW.从上述数值看，双齿轮搅油损失不能简单地用单齿轮搅油数据进行简单的加和。

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