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畢業(yè)設(shè)計(jì)汽車齒輪油低溫流動(dòng)性能研究-文庫(kù)吧資料

2025-07-04 11:43本頁面
  

【正文】 礦物油加入抗氧化劑、防銹劑、抗泡沫劑和 GL5輛齒輪油 極壓添加劑等制成。適用于中等速度的負(fù)荷、 比較苛刻的手動(dòng)變速器和螺旋錐齒輪的驅(qū)動(dòng)橋中負(fù)荷車 CLD 由精制礦物油加入抗氧化劑、防銹劑、抗泡沫劑和 GL4 輛齒輪油 少量極壓添加劑等制成。GL-6 高速?zèng)_擊負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)的轎車和其他車輛的各種齒輪,特別是高偏置齒輪,加有多量的極壓添加劑。GL-4 在高速低扭矩及低速高扭矩下運(yùn)轉(zhuǎn)的汽車、轎車和其他車輛的各種齒輪,特別是齒輪,加有較多的極壓添加劑。通常加脂肪類物質(zhì),不加極壓添加劑。直餾礦物油不加添加劑,能滿足這類情況的要求。各檔油品的性能、使用范圍和技術(shù)要求見表2。美國(guó)石油學(xué)會(huì)(API)按齒輪油的使用承載能力和使用場(chǎng)合的不同,將其分為從GL1到GL–6六個(gè)質(zhì)量等級(jí)(見表1)。 汽車齒輪油的質(zhì)量等級(jí)我國(guó)汽車齒輪油按其使用性能,分為普通齒輪油和雙曲線齒輪油兩大類。人們通常把用于手動(dòng)變速器、后橋齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑油統(tǒng)稱為汽車齒輪油。最常用的抗泡劑是甲基硅油抗泡劑??古輨┳饔弥饕且种婆菽漠a(chǎn)生,提高消除泡沫的速度,以免形成安定的泡沫。另外,溶解防銹劑的基礎(chǔ)油,可在防銹劑吸附少的地方進(jìn)行吸附,深入到防銹添加劑分子之間,借組范德華力與添加劑分子共同作用,使吸附膜更加牢固;另外,由于基礎(chǔ)油的作用,使添加劑對(duì)金屬表面的吸附更加牢固不易脫離,油還可以與添加劑形成濃縮物,從而使吸附膜更加緊密。在油品中加入抗氧和抗腐添加劑,其目的是抑制油品的氧化過程,鈍化金屬對(duì)氧化的催化作用,起到延長(zhǎng)油品使用和保護(hù)機(jī)器的目的。所有這些變化均對(duì)油品的繼續(xù)使用和設(shè)備正常運(yùn)行帶來不利影響。 抗氧劑和抗腐劑   用燃料油、煤油、汽油、天然氣或人造氣體、液化氣等作為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)必須使用潤(rùn)滑劑(如石蠟基潤(rùn)滑油)來潤(rùn)滑它們的運(yùn)動(dòng)部件。實(shí)際應(yīng)用中,通常將不同種類的極壓抗磨劑按一定比例混合使用性能更好。 極壓抗磨劑是一種重要的潤(rùn)滑脂添加劑,大部分是一些含硫、磷、氯、鉛、鉬的化合物。烴鏈末端具有極性基的化合物。 油性劑和極壓抗磨劑油性劑通常是動(dòng)植物油或在烴鏈末端有極性基團(tuán)的化合物,這些化合物對(duì)金屬有很強(qiáng)的親和力,其作用是通過極性基團(tuán)吸附在摩擦面上,形成分子定向吸附膜,阻止金屬互相間的接觸,從而減少摩擦和磨損。要強(qiáng)調(diào)的是,降凝劑只在含有少量蠟的油品中才能起降凝作用,油品中不含蠟或含蠟太多都無降凝效果。 降凝劑  降凝劑是一種化學(xué)合成的聚合物或縮合物,在其分子中一般含有極性基團(tuán)(或芳香核)和與石蠟烴結(jié)構(gòu)類似的烷基鏈。 添加劑按功能分主要有抗氧化劑、抗磨劑、摩擦改善劑(又名油性劑)、極壓添加劑、清凈劑、分散劑、泡沫抑制劑、防腐防銹劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑等類型。   除I~I(xiàn)V類基礎(chǔ)油之外的其他合成油(合成烴類、酯類、硅油等)、植物油、再生基礎(chǔ)油等統(tǒng)稱V類基礎(chǔ)油。但PAO邊界潤(rùn)滑差。PAO依聚合度不同可分為低聚合度、中聚合度、高聚合度,分別用來調(diào)制不同的油品。   IV類基礎(chǔ)油指的是聚α烯烴(PAO)合成油。III類基礎(chǔ)油在性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過I類基礎(chǔ)油和II類基礎(chǔ)油,尤其是具有很高的黏度指數(shù)和很低的揮發(fā)性。因而II類基礎(chǔ)油雜質(zhì)少(芳烴含量小于10%),飽和烴含量高,熱安定性和抗氧性好,低溫和煙炭分散性能均優(yōu)于I類基礎(chǔ)油。I類基礎(chǔ)油通常是由傳統(tǒng)的“老三套”工藝生產(chǎn)制得,從生產(chǎn)工藝來看,I類基礎(chǔ)油的生產(chǎn)過程基本以物理過程為主,不改變烴類結(jié)構(gòu)。礦物基礎(chǔ)油應(yīng)用廣泛,用量很大(約95%以上),但有些應(yīng)用場(chǎng)合則必須使用合成基礎(chǔ)油調(diào)配的產(chǎn)品,因而使合成基礎(chǔ)油得到迅速發(fā)展。當(dāng)計(jì)入齒輪的彈性變形時(shí),全膜潤(rùn)滑狀態(tài)即成為彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑。(3)全膜潤(rùn)滑狀態(tài)當(dāng)≥3時(shí)齒輪傳動(dòng)處于全膜潤(rùn)滑狀態(tài),在全膜潤(rùn)滑狀態(tài)下,潤(rùn)滑油膜的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于表面粗糙度,兩運(yùn)動(dòng)表面完全被連續(xù)的油膜所隔開。在混合潤(rùn)滑狀態(tài)下,摩擦力由粗糙峰和潤(rùn)滑油內(nèi)部的摩擦力兩部分組成,齒面負(fù)荷由油膜和粗糙峰共同承擔(dān)。邊界潤(rùn)滑的典型膜厚1103~5102。(1)邊界潤(rùn)滑狀態(tài) 當(dāng)≤1時(shí)齒輪傳動(dòng)處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài),齒輪齒面有表面粗糙峰相接觸的情況發(fā)生。由圖可知。20世紀(jì)以來,許多學(xué)者研究用油膜比來區(qū)分潤(rùn)滑狀態(tài),最著名的是德國(guó)科學(xué)家斯特來貝爾和日本井櫻俊男等人的研究。油膜厚度可利用彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑的道森公式計(jì)算。 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑狀態(tài) 通常選用油膜比=作為評(píng)定齒輪潤(rùn)滑狀態(tài)的參數(shù)(其中hmin為最小油膜厚度;為綜合粗糙度;1為小齒輪的齒面粗糙度值Ra或Rz;2為大齒輪的齒面粗糙度值Ra或Rz)。在摩擦力和摩擦熱的重復(fù)作用下、在金屬運(yùn)動(dòng)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài),這就叫“離子吸附”。其不足之處在于:1)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊、噪聲及一定的負(fù)荷 2)無過載保護(hù)作用 3)制造精度要求高?;瑒?dòng)摩擦是由于嚙合齒面的速度不一致而產(chǎn)生的,滾動(dòng)摩擦是在嚙合齒面速度相等而存在。 (6)沖洗污物,特別是沖洗齒面上的固體顆粒,以免造成磨粒磨損。 (4)防止腐蝕和生銹。 (2)降低摩擦,因而減少功率損失?,F(xiàn)代轎車采用雙曲線齒輪,因其軸線偏置量較大,在車速高時(shí)會(huì)使齒輪輪面間的相對(duì)滑動(dòng)速度很高,使油溫達(dá)到160℃一180℃。這在高速大負(fù)荷條件下,會(huì)使油膜變薄甚至局部破裂,導(dǎo)致摩擦與磨損加劇,甚至引起擦傷和咬合。一般汽車齒輪單位接觸壓力可達(dá)20003000MPa,而雙曲線齒輪更高,可達(dá)3000~4000MPa。 第三章 齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)知識(shí) 齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)及齒輪油工作條件 (l)齒輪傳動(dòng)效率高,一般圓柱齒輪傳動(dòng)效率可達(dá)98%,與軸承相比,齒輪的當(dāng)量曲線半徑小,油楔條件差。 (4) 阻尼振動(dòng) 潤(rùn)滑劑能將沖擊振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?,起到減緩沖擊、吸收噪音的作用。 (2) 減少磨損 摩擦面間具有一定強(qiáng)度的潤(rùn)滑膜,能夠支撐負(fù)荷,避免或減少金屬表面的直接接觸,從而可減輕接觸表面的塑性變形、融化焊接、剪斷再黏結(jié)等各種程度的黏著磨損。 (4)無潤(rùn)滑或干摩擦 當(dāng)摩擦表面之間、潤(rùn)滑劑之間的流體潤(rùn)滑作用已經(jīng)完全不存在,載荷全部由表面上存在的氧化膜、固體潤(rùn)滑膜或金屬機(jī)體承受時(shí)的狀態(tài)稱為無潤(rùn)滑或干摩擦狀態(tài)。(2) 混合潤(rùn)滑 幾種潤(rùn)滑狀態(tài) 同時(shí)存在時(shí),相當(dāng)于曲線中間一段,比值約為3,典型膜厚h在1m以下,狀態(tài)摩擦表面的一部分為潤(rùn)滑劑膜分隔開,承受部分載荷,也會(huì)發(fā)生部分表面微凸體間的接觸,以及有邊界潤(rùn)滑劑膜承受部分載荷。對(duì)彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑,~1m 。(1)流體潤(rùn)滑 包括流體動(dòng)壓潤(rùn)滑、流體靜壓潤(rùn)滑與彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑,相當(dāng)于曲線右側(cè)一段。由圖可以看到,根據(jù)兩對(duì)偶表面粗糙度綜合值與油膜厚度h的比值關(guān)系,可將潤(rùn)滑的類型區(qū)分為流體潤(rùn)滑、混合潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑。這5種類型的潤(rùn)滑狀態(tài),通??筛鶕?jù)所形成的潤(rùn)滑膜的厚度與表面粗糙度綜合值借助斯特里貝克摩擦曲線進(jìn)行對(duì)比,正確的判斷其潤(rùn)滑狀態(tài)。 潤(rùn)滑潤(rùn)滑的目的是在機(jī)械設(shè)備摩擦副相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面間加入潤(rùn)滑劑以降低摩擦阻力和能源消耗,減少表面磨損,延長(zhǎng)使用壽命,保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 指兩個(gè)相互滾動(dòng)或滾動(dòng)兼滑動(dòng)的摩擦表面,再交變接觸應(yīng)力重復(fù)作用,因表層材料疲勞,產(chǎn)生微觀裂紋并分離出磨粒而剝落,形成凹坑,造成磨損。 是指接觸表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),由于分子間的吸引力作用而產(chǎn)生粘附連接(固相局不焊合),致使材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面而造成的一種磨損。磨損過程一般分為跑和、穩(wěn)定磨損和劇烈磨損(失效)三個(gè)階段。 磨損 概述 磨損是指摩擦副的對(duì)偶凹面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)工作表面物質(zhì)不斷損失或產(chǎn)生殘余變形的現(xiàn)象。正是這種原子間、分子間的引力形成接觸表面處的黏合、附著現(xiàn)象。 圖11 利用平面傾斜 方法測(cè)量摩擦系數(shù) 摩擦的機(jī)理 摩擦機(jī)理的本質(zhì)是能量損耗的機(jī)理,因而問題歸結(jié)為接觸面怎樣造成能量的損耗。1704年帕朗注意到靜止物體在水平面或傾斜面開始滑動(dòng)時(shí)的摩擦力F與法向載荷N的比值為tan,次比值即摩擦系數(shù): ==tan (12)如圖11所示,可以利用平面逐漸傾斜的方法求出兩個(gè)相互接觸的物體間的摩 F擦系數(shù)。內(nèi)摩擦:同一物體內(nèi)諸部分之間發(fā)生的摩擦。 摩擦可分為外摩擦和內(nèi)摩擦。 第二章 摩擦學(xué)相關(guān)知識(shí)摩擦學(xué)(Tribology)是研究相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用表面間的摩擦(Friction)、潤(rùn)滑(Lubrication)和磨損(Wear),以及三者間相互關(guān)系的理論與應(yīng)用的一門邊緣學(xué)科。齒輪潤(rùn)滑對(duì)齒輪傳動(dòng)有極其重要的意義。由于齒輪負(fù)荷一般都在490 MPa以上,而雙曲線齒面負(fù)荷更高達(dá)2942MPa,為防止油膜破裂造成齒面磨損和擦傷,在齒輪油中常加入極壓抗磨劑,普遍采用硫 磷或硫磷氮型添加劑。齒輪油應(yīng)具有良好的低溫流動(dòng)性、抗磨、耐負(fù)荷性能和合適的粘度。汽車齒輪油是以石油潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油或合成潤(rùn)滑油為主,加入降凝劑、極壓抗磨劑等調(diào)制而成的一種重要的潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑也得到了深入的研究,這樣不僅可以節(jié)約能源,減少材料浪費(fèi),還能夠延長(zhǎng)車輛的使用壽命,提高了綜合效益。與此同時(shí),也帶來了摩擦、磨損、潤(rùn)滑、材料浪費(fèi)、大氣污染、環(huán)境保護(hù)等一系列相關(guān)問題。s movement reliability.Keywords: gear oil pour point depressant low temperature fluidity experimental formula 目錄 摘要 IAbstract II目錄 IV第一章 緒論 1第二章 摩擦學(xué)相關(guān)知識(shí) 2 摩擦 2 概述 2 摩擦的機(jī)理 3 磨損 3 概述 3 磨損的分類 3 潤(rùn)滑 4 潤(rùn)滑的類型 4 潤(rùn)滑劑 5 潤(rùn)滑劑的基本功能 5第三章 齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)知識(shí) 7 齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)及齒輪油工作條件 7 齒輪油在齒輪傳動(dòng)中的作用 7 齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑原理 7 齒輪傳動(dòng)概述 7 齒輪潤(rùn)滑機(jī)理概述 8 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑狀態(tài) 8第四章 齒輪用潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油及添加劑 10 基礎(chǔ)油 10 概述 10 基礎(chǔ)油的分類 10 齒輪油添加劑 11 降凝劑 11 油性劑和極壓抗磨劑 11 抗氧劑和抗腐劑 12 防銹防腐劑 12 抗泡劑 13第五章 車輛齒輪油的分類及選用 14 汽車齒輪油的種類 14 汽車齒輪油的質(zhì)量等級(jí) 14 車輛齒輪油的正確選用 15 根據(jù)工作條件的苛刻程度選擇齒輪油的質(zhì)量等級(jí) 15 根據(jù)運(yùn)行環(huán)境條件來選擇汽車齒輪油的粘度等級(jí) 16第六章 齒輪油低溫流動(dòng)性的研究 17 研究齒輪油低溫流動(dòng)性的意義 17 選擇齒輪油需注意的問題 17 齒輪油的基本概念 17 油品在低溫時(shí)失去流動(dòng)性而凝固的機(jī)理 17 粘度分析 18 齒輪油的成溝特性 18 齒輪油低溫流動(dòng)特性的改善方法 19 降凝劑 21 雙曲線齒輪油 21 GL–5 85W/90 車輛齒輪油配方探討 24 基礎(chǔ)油 24 添加劑 25 主功能劑 25 輔劑 26 調(diào)合方案 28 質(zhì)量分析數(shù)據(jù) 28 結(jié)論建議 29小結(jié) 31參考文獻(xiàn) 32致謝 33附錄一 外文翻譯(英文) 34附錄二 外文翻譯(中文) 42第一章 緒論 隨著21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步,機(jī)械制造行業(yè)也得到了飛快的發(fā)展。s elementary knowledge, the basic oil and the chemical additives, classification and selection, mainly discussed the research of the gear oil’s lowtemperature fluidity as well as the correlation experiment39。s accession to the world trade organization, coupled with the development of economic levels and science and technology, the related industries include auto also develop very fast, so the development of lubrication is indispensable. Gear is very important to the automobile transmission parts , gear transmission is the main form of the mechanical movement and the power transfer, which has the feature of big transmission power and accurate transmission ratio and applicable range, safety and reliability, therefore its lubrication also receives more attention. The present paper starts from the friction, wear and lubrication, and ended to the gear oil39。正確選擇汽車齒輪油,對(duì)于減少齒輪磨損,延長(zhǎng)各總成的使
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