Page 124 - 《橡塑技术与装备》2025年1月

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

轮齿损耗系数是两个主要的影响因素。公式（3）、（4） 保持不变，仅考虑压力角变化对摩擦系数和轮齿损耗
给出了摩擦系数和轮齿损耗系数详细的计算，其中轮 系数的影响。详细的计算结果如表 5 和表 6 所示。计
齿损耗系数主要与齿轮的宏观几何参数有关，而摩擦 算结果表明输入级齿轮副，随着压力角的增大，摩擦
系数除了与齿轮宏观参数有关外，还与转速、润滑油 系数和轮齿损耗系数逐渐减小，即齿轮副的负载损耗
有关。 在逐渐减小。
以试验齿轮箱输入级齿轮副为例，在试验工况 4 以试验工况 4 作为计算条件，压力角变化范围
的条件下，变位系数参考等滑移取值，其他齿轮参数 20°~25°，仿真计算结果如表 7 所示。随着压力角的增

表 5 压力角对摩擦系数的影响
压力角 α/° 20 21 22 23 24 25
.
单位齿宽法向力 F bt /(N mm-1) 218.313 219.809 221.395 223.074 224.850 226.724
.
节点速度和 ν Σm (m s-1) 2.717 2.826 2.934 3.041 3.149 3.256
节点等效曲率半径 /mm 15.188 15.787 16.385 16.981 17.575 18.167
摩擦系数 0.050 0.049 0.048 0.047 0.046 0.045
表 6 压力角对轮齿损耗系数的影响
压力角 α/° 20 21 22 23 24 25
0.893 0.869 0.846 0.824 0.804 0.786
小齿轮齿顶重合度 ε 1
0.587 0.586 0.583 0.580 0.577 0.574
大齿轮齿顶重合度 ε 2
1.480 1.454 1.429 1.405 1.381 1.360
端面重合度 ε a
0.113 0.109 0.107 0.104 0.102 0.100
轮齿损耗系数 H v
大，齿轮负载损耗明显降低，降低比例达到 22.26%， 轮箱的传动效率提升了 0.24%。图 7 直观的展示了压
其他项损耗基本保持不变 ；总损耗降低了 5.82%，齿 力角对传动效率和齿轮负载损耗的影响。

表 7 不同压力角在工况 4 下的计算结果
压力角 α/° 20 21 22 23 24 25
齿轮空载损耗 P VZ0 /kW 1.385 1.386 1.386 1.387 1.387 1.387
齿轮负载损耗 P VZP /kW 1.087 1.004 0.953 0.915 0.877 0.845
轴承损耗 P VL /kW 1.270 1.272 1.273 1.275 1.276 1.278
油封损耗 P VD /kW 0.041 0.041 0.041 0.041 0.041 0.041
花键 + 联轴器损耗 P VZ0 /kW 0.205 0.205 0.205 0.205 0.205 0.205
总损耗 P V /kW 3.988 3.908 3.858 3.823 3.786 3.756
传动效率 η/% 96.02% 96.10% 96.15% 96.19% 96.23% 96.26%

轴承损耗均超过齿轮的负载损耗，在不改变轴承类型
和配置的情况下， 降低润滑油黏度可以有效减少轴承
的损耗，但同时低黏度的润滑油会增加齿轮的负载损
耗，合理的措施是采用低黏度的合成润滑油，能够降
低轴承损耗和齿轮的负载损耗 [15~16] ，同时保证齿轮和
轴承的强度。
试验油品为 320 的矿物油，仿真采用 220 的聚乙
二 醇 类 合 成 油， 具 体 牌 号 为 Klubersynth GH 6-220

合成油，其他参数均保持不变，四种试验工况的计算
结果如表 8 所示。
图 8 是合成油与矿物油仿真计算结果的对比，与
图 7 压力角的影响
矿物油相比，合成油的齿轮负载损耗和轴承损耗显著
3.3 润滑油的影响 降低，齿轮负载损耗平均降低了 28.83%，轴承损耗
从试验工况的仿真结果可以看出，所有工况中，
平均降低了 19.68%，最终齿轮箱总损耗平均降低了

1
·74· 第 51 卷 第 期