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齒輪油應具有良好的抗磨、耐負荷性能和合適的粘度。此外，還應具有良好的熱氧化安定性、抗泡性、水分離性能和防銹性能。由于齒輪負荷一般都在490兆帕（MPa）以上，而雙曲線齒面負荷更高達2942MPa，齒輪油的用量約占潤滑油總量的6%～8%。齒輪油是性能優異的潤滑油。

齒輪油以石油潤滑油基礎油或合成潤滑油為主，加入極壓抗磨劑和油性劑調制而成的一種重要的潤滑油。用于各種齒輪傳動裝置，以防止齒面磨損、擦傷、燒結等，延長其使用壽命，提高傳遞功率效率。而雙曲線齒面負荷更高達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。

齒輪之間的接觸面積很小，基本是線接觸，而在運動過程中既有滾動摩擦，又有滑動摩擦，這樣，齒輪油的工作條件就與其他潤滑油有很大差別。由于齒輪間接觸面積小，所以其承受的壓力很大。一些載重機械的減速器齒輪的齒面壓力達400—1 000 MPa，汽車傳動裝置中雙曲線齒輪的使用條件更為苛刻，負荷更重，其接觸部位的壓力可高達1000—4 000 MPa，在如此高的壓力下，潤滑油極易從齒間被擠壓出來，容易引起齒面的擦傷和磨損。為此，齒輪油要具有在高負荷下使齒面處于邊界潤滑和彈性流體動力潤滑狀態的性能。

適宜的黏度是齒輪油的主要質量指標。黏度大其耐負荷能力大，但黏度過大也會給循環潤滑帶來困難，增加齒輪的運動阻力，以致發熱而造成動力損失。因而，黏度要合適，特別是加有極壓抗磨劑的油，其耐負荷性能主要靠極壓抗磨劑，這類油黏度不能過高。要有良好的熱氧化安定性，良好的抗磨損、耐負荷性能，良好的抗泡沫性能，良好的抗乳化性能，良好的防銹、防腐性，良好的抗剪切安定性。

此外，還有其他性能要求，如良好的低溫流動性、與密封材料的適應性、儲存安定性、開式齒輪油還要求有黏附性等。