機械設計第二十章

潤滑裝置

第一節概述

第二節常用的潤滑方式及裝置

第三節典型零、部件的潤滑方式及潤滑劑的選擇

返回章目錄機械設計第二十章潤滑第一節概述

潤滑是減小摩擦，減少磨損，降低能耗，提高效率，保證機器正常運轉的重要手段，同時還有減少振動、降低噪音、散熱、防銹的作用。

在機械設計的零、部件結構設計中，要根據機器不同部位的工作要求，合理地選擇潤滑方式，使機器所有的運動副都能得到充分的潤滑，使機器處于良好的使用狀態下，最大限度地發揮機器的工作能力。第一節概述潤滑是減小摩擦，減少磨損，降第二節常用的潤滑方式及裝置

最簡單的方法是直接在需要潤滑的地方加工出油孔，在機器啟動前，用油壺滴入一些潤滑油，獲得潤滑。也可以在油孔處安裝油杯，如旋套式注油杯，壓注油杯。一、油潤滑

1、手工加油潤滑

按照使用的潤滑劑的不同，潤滑可分為油潤滑、脂潤滑、固體潤滑和氣體潤滑等四類。

第二節常用的潤滑方式及裝置最簡單的方法是直接在需也可以在油孔處安裝油杯，如旋套式注油杯，壓注油杯。也可以在油孔處安裝油杯，如旋套式注油杯，壓注油杯。

在啟動機器前，用手按幾下手柄1，活塞桿2向下運動時，即可將油壓出，預先供給需要潤滑的表面，以避免干摩擦。松開手柄，彈簧3使活塞回升，鋼球將閥門關閉。這種裝置主要用在間歇工作機械中的重要軸承上，多用做輔助潤滑。2、手動式滴油油杯潤滑在啟動機器前，用手按幾下手柄1，活塞桿2向下運動時，

利用油芯的毛細管作用和虹吸作用，將油從容器中吸到摩擦副上，可連續不斷地供油。油芯油杯應采用黏度較低的潤滑油，油芯不能與摩擦面接觸，以免被卷入摩擦的間隙中。它結構簡單，有過濾作用，能連續供油，可避免啟動時的干摩擦。但供油量不便調節，供油也不均勻，適用于低速、輕載的一般機械中。

3、油芯油杯潤滑利用油芯的毛細管作用和虹吸作用，將油從容器中吸到摩擦

將手柄豎起，針閥打開，潤滑油流出，手柄放平（圖示位置）針閥關閉。針閥開啟的大小，可用調節螺母來調節，以控制滴油量，不過油面的高低仍會影響到供油的均勻性。這種裝置主要用在要求供油可靠、數量不多而又容易靠近的潤滑點上。如機床導軌、齒輪、鏈條等。4、針閥油杯潤滑將手柄豎起，針閥打開，潤滑油流出，手柄放平（圖示位置）利用套在軸上的環、鏈或安裝在軸上的油輪，把油從油池中帶到摩擦副的表面上。常用于溫度變化不大，振動不大，固定機械的水平軸上。如齒輪減速器、蝸輪減速器、高速傳動軸承、傳動裝置的軸承、電動機軸承和其他一些機械的軸承等。5、帶油潤滑利用套在軸上的環、鏈或安裝在軸上的油輪，把油從油池中帶到摩擦

轉速較低時可用鏈來帶油；油的黏度較大時，可用油輪來帶油，但需要加刮油板。轉速較低時可用鏈來帶油；油的黏度較大時，可用油輪來帶

在封閉的傳動中，把需要潤滑的回轉件直接浸入油池中，利用本身帶油至摩擦表面以進行潤滑。這種潤滑方式的優點是成本低，耗油小，供油豐富可靠。但轉動零件在油池中會產生攪油損失，而且因為攪動也會加速潤滑油的氧化變質，要注意油的及時更換。對于大功率的裝置，可能會因為散熱不及時而使油溫升高，要進行熱平衡的計算。主要用在齒輪、蝸輪減速器中。

6、油浴潤滑在封閉的傳動中，把需要潤滑的回轉件直接浸入油池中，利用本身

當浸入油池中的回轉件圓周速度較大時（5m/s

v12m/s）可將潤滑油濺灑霧化成小滴飛起，直接濺到需要潤滑的零件上，或者是先集中到集油器中，然后再經過設計好的油溝流入到潤滑部位，這樣的潤滑方式叫做飛濺潤滑。主要用在齒輪、蝸輪減速器中。

7、飛濺潤滑當浸入油池中的回轉件圓周速度較大時（5m/sv1

當機器中回轉件的速度大于12m/s時，若仍采用油浴或飛濺潤滑，攪油損失將會顯著增大，并會加劇潤滑油氧化變質。這時可以改用噴油潤滑，即利用噴嘴將壓力油噴到摩擦副上。當直齒圓柱齒輪的圓周速度小于25m/s時、斜齒圓柱齒輪圓周速度小于40m/s時，可直接將油噴到嚙合點上。8、噴油潤滑當機器中回轉件的速度大于12m/s時，若仍采用油浴或

當圓周速度更高時，潤滑油應分別噴到兩個齒輪上，以避免在工作齒廓間形成過大的流體動壓力，影響齒輪的強度和壽命。噴油潤滑多用在閉式齒輪的傳動中。

當圓周速度更高時，潤滑油應分別噴到兩個齒輪上，以避免

當壓縮空氣進入時，一部分施壓于油霧器中的油面上，其余的在通過喉管時，由于流速加快，壓力降低，形成壓差，潤滑油由直立小管被壓送到調整閥并滴入喉部，被壓縮空氣吹成霧狀，隨著壓縮空氣送到摩擦表面進行潤滑。常用于高速滾動軸承、滑動軸承、高速齒輪、蝸輪、鏈輪、導軌以及氣動機械中的氣缸、滑閥等。

9、油霧潤滑當壓縮空氣進9、油霧潤滑利用油泵供給充足的潤滑油來潤滑需要的部位，用過的油又流回油池，經過冷卻和過濾后可循環使用。壓力循環潤滑方式的供油壓力和流量都可調節，同時油可帶走熱量，冷卻效果好，工作過程中潤滑油的損耗極少，對環境的污染也較少，因而廣泛應用于大型、重型、高速、精密和自動化的各種機械設備中。10、壓力循環潤滑利用油泵供給充足的潤滑油來潤滑需要的部位，用過的油又

人工將潤滑脂涂抹到摩擦表面上來潤滑。由于這種潤滑方法極不完善，故只在粗制、低速機械的外露摩擦面上使用，如農業機械、礦山機械和起重運輸設備等的開式齒輪傳動和鋼絲繩的潤滑等。1、手工涂抹潤滑脂潤滑

2、預填潤滑脂潤滑

由于潤滑脂不易流失，故對滾動軸承等零、部件，可在裝配或檢修時，在其空間填入一些潤滑脂以獲得潤滑。二、脂潤滑人工將潤滑脂涂抹到摩擦表面上來潤滑。由于這種潤滑方法

常用的有直通式壓注潤滑脂杯，接頭式壓注潤滑脂杯。和旋蓋式潤滑脂杯。適用于速度不大和載荷較小的摩擦部件。一般用在圓周速度在4.5m/s以下的各種摩擦副中。3、潤滑脂杯潤滑常用的有直通式壓注潤滑脂杯，接頭式壓注潤滑脂杯。和旋蓋

左圖是連續壓注潤滑脂杯，它是利用壓在皮碗6上的強力彈簧4將潤滑脂連續地壓入摩擦副中；停止供油時，可利用手柄1將軸2拉出并加以旋轉，以便依靠銷3支持在頂部位置。把套筒5脫下來后，才能往杯里填加潤滑脂，很不方便。4、連續壓注潤滑脂杯潤滑左圖是連續壓注潤滑脂杯，它是利用壓在皮碗6上的強力彈

左圖是另一種連續壓注潤滑脂杯，它使用比較方便。其中1是停止供潤滑脂的螺釘，2是直通式壓注油嘴，3是調節供脂量的螺釘。4、連續壓注潤滑脂杯潤滑

左圖是另一種連續壓注潤滑脂杯，它使用比較方便。其中1

對于高速大功率機械、自動化程度高的機械或結構復雜潤滑點數目較多的機械，如果仍用上面所敘述的方法進行潤滑，將很不方便，也不可靠，很難達到要求，這時就要采用集中供油潤滑。

集中供油潤滑在工作過程中潤滑油的損耗量很少，對環境的污染也很小，因而得到廣泛的應用。三、集中供油潤滑對于高速大功率機械、自動化程度高的機械或結構復雜潤滑

不需要任何潤滑裝置，依靠材料本身實現潤滑。主要是選擇那些有自潤滑特性的材料，如石墨、尼龍、二硫化鉬、聚四氟乙烯、氮化硼、氮化硅等。主要用在不宜使用潤滑油、脂或溫度很高（可達1000℃）或低溫、深冷以及耐腐蝕等部位。

1、整體潤滑四、固體潤滑不需要任何潤滑裝置，依靠材料本身實現潤滑。主要是選擇

用物理或化學的方法將上述有自潤滑特性的材料以薄膜形式覆蓋于其他金屬材料上，或與其他金屬材料作成組合或復合材料，實現潤滑。

2、覆蓋膜和復合材料潤滑

3、粉末潤滑

把有自潤滑特性材料的細微粉末，直接涂敷于摩擦表面或放入密閉的容器內，靠齒輪的攪動使粉末飛揚，撒在摩擦表面實現潤滑。也可用氣流將粉末送入摩擦副，即能潤滑又能冷卻。這些粉末也可以均勻地分散于潤滑油、脂中，提高潤滑效果或作成糊膏狀或塊狀使用。用物理或化學的方法將上述有自潤滑特性的材料以薄膜形式

利用潔凈的壓縮空氣或其他氣體作為潤滑劑潤滑摩擦副，用于轉速極高，輕載、精密儀器中的氣體軸承等。

五、氣體潤滑利用潔凈的壓縮空氣或其他氣體作為潤滑劑潤滑摩擦副，用第三節典型零、部件的潤滑方式及潤滑劑的選擇

一、齒輪傳動

齒輪潤滑與一般機械零件的潤滑相比較，有許多特殊性：1、齒輪傳動潤滑的特點

（1）與滑動軸承相比，多數齒輪的當量曲率半徑小，一般只有幾十毫米，因此形成油楔的條件差。

（2）齒輪的接觸壓力非常高，例如軋鋼機的主軸承比壓一般為20MPa，而軋鋼機減速器齒輪的比壓可達5001000MPa。第三節典型零、部件的潤滑方式及潤滑劑的選擇一、齒輪傳

（3）齒面間同時存在滾動和滑動，而且滑動的方向和速度急劇變化，通常滑動速度是節圓線速度的1/3左右。

（4）潤滑是間歇性的，每次嚙合都需要重新建立新的油膜，形成油膜的條件較軸承差很多，例如軋鋼機主軸承的ηv/p（含義見第二章第六節和圖2—15）值一般為140，而軋鋼機減速器齒輪的ηv/p值僅為20左右。

（5）齒輪的材料、熱處理、機械加工、裝配等對潤滑狀態都有影響，尤其是齒面形態和表面粗糙度對潤滑狀態的影響最為顯著。

（3）齒面間同時存在滾動和滑動，而且滑動的方向和速度急2、齒輪傳動的潤滑方式

齒輪傳動的潤滑方式，主要由齒輪圓周速度的大小和特殊的工況要求來決定。

對于速度較低的開式或半開式齒輪傳動或閉式齒輪傳動，通常用人工定期加注潤滑油或潤滑脂的方式。

對于通用的閉式齒輪傳動，潤滑方式將根據齒輪的圓周速度而定。當圓周速度v＜12m/s時，常將大齒輪的輪齒浸入油池中進行油浴潤滑。在單級齒輪傳動中，大齒輪浸油深度通常為12齒高，但不應小于10mm。對于多級傳動中的低速級大齒輪，其浸油深度不得超過其分度圓半徑的1/3，以免增大攪油損失。2、齒輪傳動的潤滑方式齒輪傳動的潤滑方式，主要由齒

在錐齒輪傳動中，大齒輪的整個齒長都應浸入油池中。

油池中的油量取決于齒輪傳動傳遞的功率大小。對于單級傳動，每傳遞1kW的功率，需油量約為（0.35~0.7）L，功率大時取小值。對于多級傳動，需油量按傳動級數成倍地增加。

當齒輪的圓周速度v＞12m/s時，應采用噴油潤滑。當v＞25m/s時，采用雙油嘴噴油潤滑，或者將油噴在齒輪的嚙出邊以便借潤滑油對剛嚙合過的輪齒進行冷卻。在錐齒輪傳動中，大齒輪的整個齒長都應浸入油池中。3、齒輪傳動潤滑劑的選擇

齒輪潤滑油的選擇：有按轉速、功率、潤滑方式及傳動比選擇潤滑油的黏度；有按中心距、環境溫度及載荷大小選擇潤滑油的黏度；有按圓周速度、齒面硬度及材料選擇潤滑油的黏度；在使用上各有方便之處。

通常對于閉式齒輪傳動，應選用工業閉式齒輪油（GB5903—1995）；對于開式齒輪傳動，應選用普通開式齒輪油（SH/T0363—1992）；對于載荷特別大的齒輪傳動，應選用重載荷車輛齒輪油GL—5（GB13895—1992）。潤滑油黏度的選擇，根據齒輪材料和圓周速度按表20—1確定。3、齒輪傳動潤滑劑的選擇齒輪潤滑油的選擇：有按轉速、

同齒輪傳動相比，蝸桿傳動的相對滑動速度更大。滑動速度沿齒高和齒寬方向都存在。供油充分的情況下，較大的滑動速度有利于潤滑油膜的形成，但假如供油不充分或潤滑油膜建立不起來，會導致輪齒發生劇烈磨損和膠合，降低傳動效率和使用壽命。為防止齒面破壞現象過早發生，保證良好的潤滑對蝸桿傳動十分必要。在設計蝸桿傳動時，應合理選擇潤滑油及其適當的潤滑方式。

1、蝸桿傳動潤滑的特點

二、蝸桿傳動同齒輪傳動相比，蝸桿傳動的相對滑動速度更大。滑動速度2、蝸桿傳動的潤滑方式

對于開式蝸桿傳動常采用黏度較高的齒輪油或潤滑脂進行人工定期加注的方式進行潤滑。

對于閉式蝸桿傳動，主要根據相對滑動速度和工作條件，選擇潤滑油的黏度和潤滑方式（見表20-2）。

當蝸桿線速度小于10m/s時，采用油浴潤滑。油池中應有適當的油量，以確保傳動件具有足夠的浸油深度。對于蝸桿下置式或蝸桿側置式的傳動，浸油深度約為蝸桿的1～2齒高，且不小于10mm，但不能超過軸承最低滾動體的中心。

2、蝸桿傳動的潤滑方式對于開式蝸桿傳動常采用黏度較

為了防止蝸桿的攪油作用將油推向一側的軸承，影響軸承的潤滑，可在蝸桿軸上軸承的前面加裝擋油盤，見圖。如果蝸桿直徑較小，無法直接與油面接觸或無法保證浸油深度，可在蝸桿軸上加裝濺油輪，輔助將油帶到蝸輪輪齒上。

為了防止蝸桿的攪油作用將油推向一側的軸承，影響軸承的

蝸桿上置式傳動，浸油深度約為蝸輪外徑的1/3。一般情況下，油量大些為好，便于冷卻、散熱和沉淀雜質，速度高時，浸油量要少，避免攪油損失增加。

當蝸桿線速度大于10m/s時，采用噴油潤滑，噴油嘴要對準蝸桿齒的嚙入端，蝸桿正反轉時兩邊都要安裝噴油嘴，而且要控制一定的油壓。

蝸桿的布置分為蝸桿上置和蝸桿下置兩種情況。當采用浸油潤滑時，蝸桿盡量下置；當蝸桿線速度大于5m/s時，采用蝸桿上置以避免蝸桿過大的攪油損失；當結構上無法蝸桿下置時，也可采用蝸桿上置的布置方式。蝸桿上置式傳動，浸油深度約為蝸輪外徑的1/3。一般情3、蝸桿傳動潤滑劑的選擇

蝸桿傳動的齒面承受壓力大，多數屬于邊界摩擦形式，傳動效率低，溫升高。為了提高蝸桿傳動的承載能力和抗膠合能力，宜選用黏度較高并且具有足夠極壓性的潤滑油。

通常推薦使用蝸輪蝸桿油或者復合性齒輪油及適宜的中等級極壓齒輪油，在一些不重要或低速傳動的場合，可用高黏度的礦物油。一般常在潤滑油中加入適當的添加劑來提高其抗膠合能力。但當采用青銅蝸輪時，添加劑中不能含有硫、磷等對青銅有腐蝕作用的化學成分。潤滑油的黏度，根據滑動速度和載荷情況，按表20—2進行選取。

3、蝸桿傳動潤滑劑的選擇蝸桿傳動的齒面承受壓力大，

滾動軸承在工作時既有滾動摩擦也有滑動摩擦。滑動摩擦是由于滾動軸承在制造上的偏差和負載下軸承變形而造成的。同樣由于各種各樣的原因也會使滾動體和保持架、保持架和內外圈之間產生滑動摩擦。滑動摩擦隨著速度和載荷的的增加而增大。為了減少摩擦磨損、降低溫升、提高軸承的使用壽命，正確合理的選擇軸承的潤滑方式和潤滑劑，是非常重要的。

1、滾動軸承潤滑的特點

三、滾動軸承

滾動軸承在工作時既有滾動摩擦也有滑動摩擦。滑動摩擦是由2、滾動軸承的潤滑方式

滾動軸承的潤滑方式可按軸承的dn值來決定。dn值間接地反映了軸頸的圓周速度。適用于脂潤滑和油潤滑的dn值界限列于表20-3中，可作為選擇潤滑方式時的參考。

潤滑脂的流動性差，不易流失，故便于密封和維護，且一次充填潤滑脂可運轉較長時間。滾動軸承中潤滑脂的加入量一般應是軸承空隙體積的1/2～1/3，裝脂過多會引起軸承內部摩擦增大，工作溫度升高，影響軸承的正常工作。2、滾動軸承的潤滑方式滾動軸承的潤滑方式可按軸承的

油潤滑的優點是摩擦阻力小，散熱效果好，主要用于速度較高或工作溫度較高的軸承。有時軸承速度和工作溫度雖然不高，但在軸承附近具有潤滑油源時（如減速器內潤滑齒輪的潤滑油），也可采用潤滑油潤滑。

若采用油浴潤滑方式，則油面高度不得超過軸承最低滾動體的中心，以免產生過大的攪油損失和發熱。高速軸承通常采用滴油或油霧方式潤滑。油潤滑的優點是摩擦阻力小，散熱效果好，主要用于速度較3、滾動軸承潤滑劑的選擇

常用的滾動軸承潤滑劑是潤滑脂和潤滑油。在高溫部位使用潤滑脂潤滑時，首先要選擇抗氧化性好，熱蒸發損失小，滴點高的潤滑脂；對于重載荷作用下的軸承，應選擇基礎油黏度高、稠化劑含量高的潤滑脂；在潮濕或與水接觸的環境下，要選用抗水性好的潤滑脂，如鈣基、鋰基、復合鈣基脂；處在有強烈化學作用介質環境下，應選用抗化學介質的合成油潤滑脂。

滾動軸承潤滑油的選擇，通常是按照運轉條件（dn值、載荷和溫度等）來選擇潤滑油的黏度，見表20—4。

3、滾動軸承潤滑劑的選擇常用的滾動軸承潤滑劑是潤滑

絕大多數的滑動軸承都是處在非完全液體摩擦狀態下，只有經過精心設計、精密加工、精確裝配和良好的工作條件及使用環境下，才能形成完全動壓流體潤滑。不論什么情況下，可靠的潤滑和充分的潤滑油是必不可少的。1、滑動軸承潤滑的特點

四、滑動軸承

滑動軸承潤滑劑和潤滑方法的選擇對其工作能力及可靠性有著非常重要的影響，在設計滑動軸承時應給予足夠的重視。

絕大多數的滑動軸承都是處在非完全液體摩擦狀態下，只有2、滑動軸承的潤滑方式

滑動軸承的潤滑方式與其結構參數及工況參數（如軸承直徑、寬度、溫度、載荷和速度等）有關，通常可根據下面經驗公式求得的值來決定:

式中，v為軸頸線速度（m/s）；

p=F/(dB)為軸承軸頸上的壓強（MPa）；

F為軸承徑向載荷（N）；

d、B分別為軸承直徑和有效寬度（mm）；2、滑動軸承的潤滑方式滑動軸承的潤滑方式與其結構參

當k≤2時，速度較低，可采用定期加油（脂）的方法潤滑。如果工作環境較好，密封防塵可靠，可用油潤滑，否則，采用脂潤滑，潤滑脂在起到潤滑作用的同時還可以提高密封效果；

當2k≤15時，用潤滑油潤滑(可用針閥式滴油油杯等)；

當15k≤30時，用油環潤滑或飛濺潤滑，并保證適當的供油量。當k≤2時，速度較低，可采用定期加油（脂）的方法潤滑3、滑動軸承潤滑劑的選擇

（1）潤滑油

滑動軸承目前常用的潤滑劑有潤滑油、潤滑脂和固體潤滑劑等。

潤滑油是液體動壓滑動軸承中使用最為廣泛的一種潤滑劑。選擇潤滑油時主要按黏度來選擇。一般選用原則是：對于低速、重載、工作溫度高的軸承，宜選用黏度大的潤滑油，反之則宜選擇黏度較小的潤滑油。當工作溫度較高時，所用的油的黏度應比通常要高些。不完全液體潤滑的滑動軸承潤滑油的選擇參考表20-5。

3、滑動軸承潤滑劑的選擇（1）潤滑油滑動軸承目（2）

潤滑脂

選用潤滑脂時主要考慮其錐入度和滴點。一般的選用原則是：①低速、重載選擇錐入度較小的潤滑脂，反之選擇錐入度大一些的潤滑脂；②所選用的潤滑脂的滴點應比軸承的工作溫度高2030或更高；③在淋水或潮濕環境下，應選用防水性強的鈣基或鋁基潤滑脂，在溫度較高處，應選用鈉基脂或鋰基脂。潤滑脂的選擇可參考表20-6。（2）潤滑脂選用潤滑脂時主要考慮其錐入度和滴點。（3）固體潤滑劑

固體潤滑劑可以在摩擦表面上形成固體膜以減小摩擦阻力，主要品種有石墨、二硫化鉬、聚氟乙烯樹脂等等，通常只用于一些不適宜使用潤滑油的場合，例如在高溫介質中，或在低速重載條件下。

潤滑脂填加的周期根據工作條件和軸頸的轉速按表20—7選取。（3）固體潤滑劑固體潤滑劑可以在摩擦表面上形成固體膜

良好的潤滑能使導軌面間形成一層極薄的油膜，阻止或減少導軌面的直接接觸，減小摩擦和磨損、避免爬行和防止污染導軌表面，從而延長導軌的使用壽命。1、導軌潤滑的特點五、導軌

導軌潤滑有以下幾個特點：

（1）導軌上的載荷和速度變化范圍較廣，由于接觸表面積可能較小，往往會造成局部過載或剛度低，給建立穩定可靠的潤滑油膜帶來困難。良好的潤滑能使導軌面間形成一層極薄的油膜，阻止或減少

（2）一般導軌都要求具有較小的配合間隙和摩擦力，較高的精度、剛度、運動均勻性和耐磨性，給潤滑帶來更嚴格的要求。

（3）根據導軌結構和工作條件（載荷、速度、溫度等）的不同，導軌的摩擦可能是液體摩擦、混合摩擦，也可能是邊界摩擦或干摩擦。

（4）在導軌的摩擦區域有塵砂、切屑、磨料、氧化鐵皮、乳化液等的污染，因此，在導軌上要設置可靠的防護罩和刮屑板，在潤滑系統中應設有濾油器來過濾潤滑劑。（2）一般導軌都要求具有較小的配合間隙和摩擦力，較高的2、導軌的潤滑方式

普通滑動導軌有油潤滑和脂潤滑兩種方式。速度很低或垂直布置、不宜用油潤滑的導軌，可以用脂潤滑。

用脂潤滑時，通常用脂槍或脂杯將潤滑脂壓到導軌摩擦表面上。用油潤滑時，可采用人工加油、浸油、油繩、間歇或連續壓力供油等方式。

采用潤滑脂潤滑的優點是不會泄漏，不需要經常補充潤滑劑。其缺點是防污染能力差。采用油潤滑，潤滑油的供油量要充分，供油壓力最好各導軌能夠獨立調節。2、導軌的潤滑方式普通滑動導軌有油潤滑和脂潤滑兩種

對于載荷不大、導軌面較窄的精密儀器導軌，通常只需直接在導軌上定期地用手工加油即可，導軌面也不必開出油溝。對于大型及高速導軌，則多用手動油泵或自動潤滑，并在導軌面上開出合適形狀和數量的油溝，以使潤滑油在導軌工作表面上分布均勻。具體的導軌潤滑方式參見表20—8。對于載荷不大、導軌面較窄的精密儀器導軌，通常只需直接3、導軌潤滑劑的選擇

導軌潤滑劑通常是潤滑油和潤滑脂。

由于滑動導軌的運動速度一般較低，并且往復反向，運動和停頓相間進行，不易形成油楔，因此，要求潤滑油具有合適的黏度和較好的油性，以防止導軌出現干摩擦現象。同時潤滑油還應具有良好的潤滑性能和足夠的油膜強度，不浸蝕機件，油中的雜質應盡量少。

選擇導軌潤滑油的主要原則是載荷越大、速度越低，則油的黏度應越大；垂直導軌的潤滑油黏度，應比水平導軌潤滑油的黏度大些。在工作溫度變化時，潤滑油的黏度變化要小。3、導軌潤滑劑的選擇導軌潤滑劑通常是潤滑油和潤滑脂。

對于精密機械中的導軌，應根據使用條件和性能特點來選擇潤滑油。常用的潤滑油有有機油，精密機床液壓導軌油和變壓器油等。

對于導軌的潤滑，我國已經制定了導軌油標準（SH/T0361一1998），適用于橫向、立式，運動速度較慢而不允許出現“爬行”的精密導軌的潤滑。

一般的導軌可以采用全損耗系統用油，特別是采用不能回收潤滑油的供油方式的導軌。在全損耗系統用油能滿足導軌潤滑要求的地方，不宜采用相對價格較貴的導軌油。對于精密機械中的導軌，應根據使用條件和性能特點來選擇

在有液壓傳動的設備中，假如導軌潤滑是和液壓系統分開的，如坐標鏜床等，那么，導軌油的黏度要比液壓油的黏度高些。假如導軌潤滑和液壓裝置是連成一個系統的，如平面磨床、萬能磨床等，因為只有一種油，既要滿足導軌的要求，又要滿足液壓系統的要求，因此潤滑油的黏度應該低一些。

常用的潤滑脂有鈣基、鋰基和二硫化鉬潤滑脂等。在有液壓傳動的設備中，假如導軌潤滑是和液壓系統分開的本章結束本章結束機械設計第二十章

潤滑裝置

第一節概述

第二節常用的潤滑方式及裝置

第三節典型零、部件的潤滑方式及潤滑劑的選擇

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潤滑是減小摩擦，減少磨損，降低能耗，提高效率，保證機器正常運轉的重要手段，同時還有減少振動、降低噪音、散熱、防銹的作用。

在機械設計的零、部件結構設計中，要根據機器不同部位的工作要求，合理地選擇潤滑方式，使機器所有的運動副都能得到充分的潤滑，使機器處于良好的使用狀態下，最大限度地發揮機器的工作能力。第一節概述潤滑是減小摩擦，減少磨損，降第二節常用的潤滑方式及裝置

最簡單的方法是直接在需要潤滑的地方加工出油孔，在機器啟動前，用油壺滴入一些潤滑油，獲得潤滑。也可以在油孔處安裝油杯，如旋套式注油杯，壓注油杯。一、油潤滑

1、手工加油潤滑

按照使用的潤滑劑的不同，潤滑可分為油潤滑、脂潤滑、固體潤滑和氣體潤滑等四類。

第二節常用的潤滑方式及裝置最簡單的方法是直接在需也可以在油孔處安裝油杯，如旋套式注油杯，壓注油杯。也可以在油孔處安裝油杯，如旋套式注油杯，壓注油杯。

在啟動機器前，用手按幾下手柄1，活塞桿2向下運動時，即可將油壓出，預先供給需要潤滑的表面，以避免干摩擦。松開手柄，彈簧3使活塞回升，鋼球將閥門關閉。這種裝置主要用在間歇工作機械中的重要軸承上，多用做輔助潤滑。2、手動式滴油油杯潤滑在啟動機器前，用手按幾下手柄1，活塞桿2向下運動時，

利用油芯的毛細管作用和虹吸作用，將油從容器中吸到摩擦副上，可連續不斷地供油。油芯油杯應采用黏度較低的潤滑油，油芯不能與摩擦面接觸，以免被卷入摩擦的間隙中。它結構簡單，有過濾作用，能連續供油，可避免啟動時的干摩擦。但供油量不便調節，供油也不均勻，適用于低速、輕載的一般機械中。

3、油芯油杯潤滑利用油芯的毛細管作用和虹吸作用，將油從容器中吸到摩擦

將手柄豎起，針閥打開，潤滑油流出，手柄放平（圖示位置）針閥關閉。針閥開啟的大小，可用調節螺母來調節，以控制滴油量，不過油面的高低仍會影響到供油的均勻性。這種裝置主要用在要求供油可靠、數量不多而又容易靠近的潤滑點上。如機床導軌、齒輪、鏈條等。4、針閥油杯潤滑將手柄豎起，針閥打開，潤滑油流出，手柄放平（圖示位置）利用套在軸上的環、鏈或安裝在軸上的油輪，把油從油池中帶到摩擦副的表面上。常用于溫度變化不大，振動不大，固定機械的水平軸上。如齒輪減速器、蝸輪減速器、高速傳動軸承、傳動裝置的軸承、電動機軸承和其他一些機械的軸承等。5、帶油潤滑利用套在軸上的環、鏈或安裝在軸上的油輪，把油從油池中帶到摩擦

轉速較低時可用鏈來帶油；油的黏度較大時，可用油輪來帶油，但需要加刮油板。轉速較低時可用鏈來帶油；油的黏度較大時，可用油輪來帶

在封閉的傳動中，把需要潤滑的回轉件直接浸入油池中，利用本身帶油至摩擦表面以進行潤滑。這種潤滑方式的優點是成本低，耗油小，供油豐富可靠。但轉動零件在油池中會產生攪油損失，而且因為攪動也會加速潤滑油的氧化變質，要注意油的及時更換。對于大功率的裝置，可能會因為散熱不及時而使油溫升高，要進行熱平衡的計算。主要用在齒輪、蝸輪減速器中。

6、油浴潤滑在封閉的傳動中，把需要潤滑的回轉件直接浸入油池中，利用本身

當浸入油池中的回轉件圓周速度較大時（5m/s

v12m/s）可將潤滑油濺灑霧化成小滴飛起，直接濺到需要潤滑的零件上，或者是先集中到集油器中，然后再經過設計好的油溝流入到潤滑部位，這樣的潤滑方式叫做飛濺潤滑。主要用在齒輪、蝸輪減速器中。

7、飛濺潤滑當浸入油池中的回轉件圓周速度較大時（5m/sv1

當機器中回轉件的速度大于12m/s時，若仍采用油浴或飛濺潤滑，攪油損失將會顯著增大，并會加劇潤滑油氧化變質。這時可以改用噴油潤滑，即利用噴嘴將壓力油噴到摩擦副上。當直齒圓柱齒輪的圓周速度小于25m/s時、斜齒圓柱齒輪圓周速度小于40m/s時，可直接將油噴到嚙合點上。8、噴油潤滑當機器中回轉件的速度大于12m/s時，若仍采用油浴或

當圓周速度更高時，潤滑油應分別噴到兩個齒輪上，以避免在工作齒廓間形成過大的流體動壓力，影響齒輪的強度和壽命。噴油潤滑多用在閉式齒輪的傳動中。

當圓周速度更高時，潤滑油應分別噴到兩個齒輪上，以避免

當壓縮空氣進入時，一部分施壓于油霧器中的油面上，其余的在通過喉管時，由于流速加快，壓力降低，形成壓差，潤滑油由直立小管被壓送到調整閥并滴入喉部，被壓縮空氣吹成霧狀，隨著壓縮空氣送到摩擦表面進行潤滑。常用于高速滾動軸承、滑動軸承、高速齒輪、蝸輪、鏈輪、導軌以及氣動機械中的氣缸、滑閥等。

9、油霧潤滑當壓縮空氣進9、油霧潤滑利用油泵供給充足的潤滑油來潤滑需要的部位，用過的油又流回油池，經過冷卻和過濾后可循環使用。壓力循環潤滑方式的供油壓力和流量都可調節，同時油可帶走熱量，冷卻效果好，工作過程中潤滑油的損耗極少，對環境的污染也較少，因而廣泛應用于大型、重型、高速、精密和自動化的各種機械設備中。10、壓力循環潤滑利用油泵供給充足的潤滑油來潤滑需要的部位，用過的油又

人工將潤滑脂涂抹到摩擦表面上來潤滑。由于這種潤滑方法極不完善，故只在粗制、低速機械的外露摩擦面上使用，如農業機械、礦山機械和起重運輸設備等的開式齒輪傳動和鋼絲繩的潤滑等。1、手工涂抹潤滑脂潤滑

2、預填潤滑脂潤滑

由于潤滑脂不易流失，故對滾動軸承等零、部件，可在裝配或檢修時，在其空間填入一些潤滑脂以獲得潤滑。二、脂潤滑人工將潤滑脂涂抹到摩擦表面上來潤滑。由于這種潤滑方法

常用的有直通式壓注潤滑脂杯，接頭式壓注潤滑脂杯。和旋蓋式潤滑脂杯。適用于速度不大和載荷較小的摩擦部件。一般用在圓周速度在4.5m/s以下的各種摩擦副中。3、潤滑脂杯潤滑常用的有直通式壓注潤滑脂杯，接頭式壓注潤滑脂杯。和旋蓋

左圖是連續壓注潤滑脂杯，它是利用壓在皮碗6上的強力彈簧4將潤滑脂連續地壓入摩擦副中；停止供油時，可利用手柄1將軸2拉出并加以旋轉，以便依靠銷3支持在頂部位置。把套筒5脫下來后，才能往杯里填加潤滑脂，很不方便。4、連續壓注潤滑脂杯潤滑左圖是連續壓注潤滑脂杯，它是利用壓在皮碗6上的強力彈

左圖是另一種連續壓注潤滑脂杯，它使用比較方便。其中1是停止供潤滑脂的螺釘，2是直通式壓注油嘴，3是調節供脂量的螺釘。4、連續壓注潤滑脂杯潤滑

左圖是另一種連續壓注潤滑脂杯，它使用比較方便。其中1

對于高速大功率機械、自動化程度高的機械或結構復雜潤滑點數目較多的機械，如果仍用上面所敘述的方法進行潤滑，將很不方便，也不可靠，很難達到要求，這時就要采用集中供油潤滑。

集中供油潤滑在工作過程中潤滑油的損耗量很少，對環境的污染也很小，因而得到廣泛的應用。三、集中供油潤滑對于高速大功率機械、自動化程度高的機械或結構復雜潤滑

不需要任何潤滑裝置，依靠材料本身實現潤滑。主要是選擇那些有自潤滑特性的材料，如石墨、尼龍、二硫化鉬、聚四氟乙烯、氮化硼、氮化硅等。主要用在不宜使用潤滑油、脂或溫度很高（可達1000℃）或低溫、深冷以及耐腐蝕等部位。

1、整體潤滑四、固體潤滑不需要任何潤滑裝置，依靠材料本身實現潤滑。主要是選擇

用物理或化學的方法將上述有自潤滑特性的材料以薄膜形式覆蓋于其他金屬材料上，或與其他金屬材料作成組合或復合材料，實現潤滑。

2、覆蓋膜和復合材料潤滑

3、粉末潤滑

把有自潤滑特性材料的細微粉末，直接涂敷于摩擦表面或放入密閉的容器內，靠齒輪的攪動使粉末飛揚，撒在摩擦表面實現潤滑。也可用氣流將粉末送入摩擦副，即能潤滑又能冷卻。這些粉末也可以均勻地分散于潤滑油、脂中，提高潤滑效果或作成糊膏狀或塊狀使用。用物理或化學的方法將上述有自潤滑特性的材料以薄膜形式

利用潔凈的壓縮空氣或其他氣體作為潤滑劑潤滑摩擦副，用于轉速極高，輕載、精密儀器中的氣體軸承等。

五、氣體潤滑利用潔凈的壓縮空氣或其他氣體作為潤滑劑潤滑摩擦副，用第三節典型零、部件的潤滑方式及潤滑劑的選擇

一、齒輪傳動

齒輪潤滑與一般機械零件的潤滑相比較，有許多特殊性：1、齒輪傳動潤滑的特點

（1）與滑動軸承相比，多數齒輪的當量曲率半徑小，一般只有幾十毫米，因此形成油楔的條件差。

（2）齒輪的接觸壓力非常高，例如軋鋼機的主軸承比壓一般為20MPa，而軋鋼機減速器齒輪的比壓可達5001000MPa。第三節典型零、部件的潤滑方式及潤滑劑的選擇一、齒輪傳

（3）齒面間同時存在滾動和滑動，而且滑動的方向和速度急劇變化，通常滑動速度是節圓線速度的1/3左右。

（4）潤滑是間歇性的，每次嚙合都需要重新建立新的油膜，形成油膜的條件較軸承差很多，例如軋鋼機主軸承的ηv/p（含義見第二章第六節和圖2—15）值一般為140，而軋鋼機減速器齒輪的ηv/p值僅為20左右。

（5）齒輪的材料、熱處理、機械加工、裝配等對潤滑狀態都有影響，尤其是齒面形態和表面粗糙度對潤滑狀態的影響最為顯著。

（3）齒面間同時存在滾動和滑動，而且滑動的方向和速度急2、齒輪傳動的潤滑方式

齒輪傳動的潤滑方式，主要由齒輪圓周速度的大小和特殊的工況要求來決定。

對于速度較低的開式或半開式齒輪傳動或閉式齒輪傳動，通常用人工定期加注潤滑油或潤滑脂的方式。

對于通用的閉式齒輪傳動，潤滑方式將根據齒輪的圓周速度而定。當圓周速度v＜12m/s時，常將大齒輪的輪齒浸入油池中進行油浴潤滑。在單級齒輪傳動中，大齒輪浸油深度通常為12齒高，但不應小于10mm。對于多級傳動中的低速級大齒輪，其浸油深度不得超過其分度圓半徑的1/3，以免增大攪油損失。2、齒輪傳動的潤滑方式齒輪傳動的潤滑方式，主要由齒

在錐齒輪傳動中，大齒輪的整個齒長都應浸入油池中。

油池中的油量取決于齒輪傳動傳遞的功率大小。對于單級傳動，每傳遞1kW的功率，需油量約為（0.35~0.7）L，功率大時取小值。對于多級傳動，需油量按傳動級數成倍地增加。

當齒輪的圓周速度v＞12m/s時，應采用噴油潤滑。當v＞25m/s時，采用雙油嘴噴油潤滑，或者將油噴在齒輪的嚙出邊以便借潤滑油對剛嚙合過的輪齒進行冷卻。在錐齒輪傳動中，大齒輪的整個齒長都應浸入油池中。3、齒輪傳動潤滑劑的選擇

齒輪潤滑油的選擇：有按轉速、功率、潤滑方式及傳動比選擇潤滑油的黏度；有按中心距、環境溫度及載荷大小選擇潤滑油的黏度；有按圓周速度、齒面硬度及材料選擇潤滑油的黏度；在使用上各有方便之處。

通常對于閉式齒輪傳動，應選用工業閉式齒輪油（GB5903—1995）；對于開式齒輪傳動，應選用普通開式齒輪油（SH/T0363—1992）；對于載荷特別大的齒輪傳動，應選用重載荷車輛齒輪油GL—5（GB13895—1992）。潤滑油黏度的選擇，根據齒輪材料和圓周速度按表20—1確定。3、齒輪傳動潤滑劑的選擇齒輪潤滑油的選擇：有按轉速、

同齒輪傳動相比，蝸桿傳動的相對滑動速度更大。滑動速度沿齒高和齒寬方向都存在。供油充分的情況下，較大的滑動速度有利于潤滑油膜的形成，但假如供油不充分或潤滑油膜建立不起來，會導致輪齒發生劇烈磨損和膠合，降低傳動效率和使用壽命。為防止齒面破壞現象過早發生，保證良好的潤滑對蝸桿傳動十分必要。在設計蝸桿傳動時，應合理選擇潤滑油及其適當的潤滑方式。

1、蝸桿傳動潤滑的特點

二、蝸桿傳動同齒輪傳動相比，蝸桿傳動的相對滑動速度更大。滑動速度2、蝸桿傳動的潤滑方式

對于開式蝸桿傳動常采用黏度較高的齒輪油或潤滑脂進行人工定期加注的方式進行潤滑。

對于閉式蝸桿傳動，主要根據相對滑動速度和工作條件，選擇潤滑油的黏度和潤滑方式（見表20-2）。

當蝸桿線速度小于10m/s時，采用油浴潤滑。油池中應有適當的油量，以確保傳動件具有足夠的浸油深度。對于蝸桿下置式或蝸桿側置式的傳動，浸油深度約為蝸桿的1～2齒高，且不小于10mm，但不能超過軸承最低滾動體的中心。

2、蝸桿傳動的潤滑方式對于開式蝸桿傳動常采用黏度較

為了防止蝸桿的攪油作用將油推向一側的軸承，影響軸承的潤滑，可在蝸桿軸上軸承的前面加裝擋油盤，見圖。如果蝸桿直徑較小，無法直接與油面接觸或無法保證浸油深度，可在蝸桿軸上加裝濺油輪，輔助將油帶到蝸輪輪齒上。

為了防止蝸桿的攪油作用將油推向一側的軸承，影響軸承的

蝸桿上置式傳動，浸油深度約為蝸輪外徑的1/3。一般情況下，油量大些為好，便于冷卻、散熱和沉淀雜質，速度高時，浸油量要少，避免攪油損失增加。

當蝸桿線速度大于10m/s時，采用噴油潤滑，噴油嘴要對準蝸桿齒的嚙入端，蝸桿正反轉時兩邊都要安裝噴油嘴，而且要控制一定的油壓。

蝸桿的布置分為蝸桿上置和蝸桿下置兩種情況。當采用浸油潤滑時，蝸桿盡量下置；當蝸桿線速度大于5m/s時，采用蝸桿上置以避免蝸桿過大的攪油損失；當結構上無法蝸桿下置時，也可采用蝸桿上置的布置方式。蝸桿上置式傳動，浸油深度約為蝸輪外徑的1/3。一般情3、蝸桿傳動潤滑劑的選擇

蝸桿傳動的齒面承受壓力大，多數屬于邊界摩擦形式，傳動效率低，溫升高。為了提高蝸桿傳動的承載能力和抗膠合能力，宜選用黏度較高并且具有足夠極壓性的潤滑油。

通常推薦使用蝸輪蝸桿油或者復合性齒輪油及適宜的中等級極壓齒輪油，在一些不重要或低速傳動的場合，可用高黏度的礦物油。一般常在潤滑油中加入適當的添加劑來提高其抗膠合能力。但當采用青銅蝸輪時，添加劑中不能含有硫、磷等對青銅有腐蝕作用的化學成分。潤滑油的黏度，根據滑動速度和載荷情況，按表20—2進行選取。

3、蝸桿傳動潤滑劑的選擇蝸桿傳動的齒面承受壓力大，

滾動軸承在工作時既有滾動摩擦也有滑動摩擦。滑動摩擦是由于滾動軸承在制造上的偏差和負載下軸承變形而造成的。同樣由于各種各樣的原因也會使滾動體和保持架、保持架和內外圈之間產生滑動摩擦。滑動摩擦隨著速度和載荷的的增加而增大。為了減少摩擦磨損、降低溫升、提高軸承的使用壽命，正確合理的選擇軸承的潤滑方式和潤滑劑，是非常重要的。

1、滾動軸承潤滑的特點

三、滾動軸承

滾動軸承在工作時既有滾動摩擦也有滑動摩擦。滑動摩擦是由2、滾動軸承的潤滑方式

滾動軸承的潤滑方式可按軸承的dn值來決定。dn值間接地反映了軸頸的圓周速度。適用于脂潤滑和油潤滑的dn值界限列于表20-3中，可作為選擇潤滑方式時的參考。

潤滑脂的流動性差，不易流失，故便于密封和維護，且一次充填潤滑脂可運轉較長時間。滾動軸承中潤滑脂的加入量一般應是軸承空隙體積的1/2～1/3，裝脂過多會引起軸承內部摩擦增大，工作溫度升高，影響軸承的正常工作。2、滾動軸承的潤滑方式滾動軸承的潤滑方式可按軸承的

油潤滑的優點是摩擦阻力小，散熱效果好，主要用于速度較高或工作溫度較高的軸承。有時軸承速度和工作溫度雖然不高，但在軸承附近具有潤滑油源時（如減速器內潤滑齒輪的潤滑油），也可采用潤滑油潤滑。

若采用油浴潤滑方式，則油面高度不得超過軸承最低滾動體的中心，以免產生過大的攪油損失和發熱。高速軸承通常采用滴油或油霧方式潤滑。油潤滑的優點是摩擦阻力小，散熱效果好，主要用于速度較3、滾動軸承潤滑劑的選擇

常用的滾動軸承潤滑劑是潤滑脂和潤滑油。在高溫部位使用潤滑脂潤滑時，首先要選擇抗氧化性好，熱蒸發損失小，滴點高的潤滑脂；對于重載荷作用下的軸承，應選擇基礎油黏度高、稠化劑含量高的潤滑脂；在潮濕或與水接觸的環境下，要選用抗水性好的潤滑脂，如鈣基、鋰基、復合鈣基脂；處在有強烈化學作用介質環境下，應選用抗化學介質的合成油潤滑脂。

滾動軸承潤滑油的選擇，通常是按照運轉條件（dn值、載荷和溫度等）來選擇潤滑油的黏度，見表20—4。

3、滾動軸承潤滑劑的選擇常用的滾動軸承潤滑劑是潤滑

絕大多數的滑動軸承都是處在非完全液體摩擦狀態下，只有經過精心設計、精密加工、精確裝配和良好的工作條件及使用環境下，才能形成完全動壓流體潤滑。不論什么情況下，可靠的潤滑和充分的潤滑油是必不可少的。1、滑動軸承潤滑的特點

四、滑動軸承

滑動軸承潤滑劑和潤滑方法的選擇對其工作能力及可靠性有著非常重要的影響，在設計滑動軸承時應給予足夠的重視。

絕大多數的滑動軸承都是處在非完全液體摩擦狀態下，只有2、滑動軸承的潤滑方式

滑動軸承的潤滑方式與其結構參數及工況參數（如軸承直徑、寬度、溫度、載荷和速度等）有關，通常可根據下面經驗公式求得的值來決定:

式中，v為軸頸線速度（m/s）；

p=F/(dB)為軸承軸頸上的壓強（MPa）；

F為軸承徑向載荷（N）；

d、B分別為軸承直徑和有效寬度（mm）；2、滑動軸承的潤滑方式滑動軸承的潤滑方式與其結構參

當k≤2時，速度較低，可采用定期加油（脂）的方法潤滑。如果工作環境較好，密封防塵可靠，可用油潤滑，否則，采用脂潤滑，潤滑脂在起到潤滑作用的同時還可以提高密封效果；

當2k≤15時，用潤滑油潤滑(可用針閥式滴油油杯等)；

當15k≤30時，用油環潤滑或飛濺潤滑，并保證適當的供油量。當k≤2時，速度較低，可采用定期加油（脂）的方法潤滑3、滑動軸承潤滑劑的選擇

（1）潤滑油

滑動軸承目前常用的潤滑劑有潤滑油、潤滑脂和固體潤滑劑等。

潤滑油是液體動壓滑動軸承中使用最為廣泛的一種潤滑劑。選擇潤滑油時主要按黏度來選擇。一般選用原則是：對于低速、重載、工作溫度高的軸承，宜選用黏度大的潤滑油，反之則宜選擇黏度較小的潤滑油。當工作溫度較高時，所用的油的黏度應比通常要高些。不完全液體潤滑的滑動軸承潤滑油的選擇參考表20-5。

3、滑動軸承潤