杜明軒 王瑤 馮志楊

摘 ?要：齒輪是變速箱傳遞動力中最主要的傳動部件。在工作時，齒面受到接觸應(yīng)力，齒根處受到彎曲應(yīng)力，齒面點蝕和輪齒斷裂是最常見的破壞方式，所以必須確保齒輪的嚙合強度和彎曲疲勞強度。而齒輪的強度則與其制造工藝、微觀組織和熱處理工藝有很大關(guān)系。汽車齒輪表面的滲碳淬火是一種常見的熱處理方法，它是一種在熱處理后，為了確保齒輪的精確性，在加工過程中，會出現(xiàn)各種各樣的缺陷，使其強度下降，最終造成齒輪的疲勞破壞。本文著重論述了高速齒輪箱齒面斷裂的原因，從宏觀、工藝研究、組織觀察等方面進(jìn)行了分析，然后就斷齒的原因進(jìn)行了探討，并給出了相應(yīng)的改進(jìn)意見，希望能為今后的工作人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：變速箱;高速齒輪;斷齒;失效

引言

隨著機械技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車的技術(shù)水平不斷提高，汽車的自動化水平也在不斷提高，而汽車的機械設(shè)備結(jié)構(gòu)也在不斷地向精密化方向發(fā)展。變速器的高速傳動是汽車動力和安全的關(guān)鍵部件。在現(xiàn)階段的工程機械中，零部件的故障是比較常見的，其失效原因很多，主要是由于微觀組織、加工工藝、使用條件等。由于實際生產(chǎn)過程中，由于機械微結(jié)構(gòu)和機械熱處理系統(tǒng)的功能程序的不同，導(dǎo)致了具體問題的處理方法也有很大的差別，因此，必須根據(jù)實際情況，根據(jù)實際情況，制定出相應(yīng)的解決方案，以便全面地解決零件的故障，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的控制。通過對故障零件的分析和研究，提高工藝水平，確保設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。這對提高顧客的信任感也是一種正面的影響。

機械失效與其微觀組織、加工工藝、熱處理工藝和工作條件密切相關(guān)。對失效零件進(jìn)行詳細(xì)分析并改進(jìn)工藝是產(chǎn)品質(zhì)量控制和管理的重要組成部分。同時負(fù)責(zé)客戶的信任，及時解決零部件故障問題，保證設(shè)備的正常運行。汽車變速器齒輪在運行過程中往往需要承受耐磨性和高沖擊載荷，齒輪斷裂是齒輪失效中常見的齒輪損傷形式。

1變速箱高速齒輪斷齒失效分析

1.1宏觀分析

從實際情況來看，如果一臺機器的碰撞概率大幅度增加，那么它的故障類型就是由主動齒輪的嚙合引起的，因此，作為被動傳動環(huán)節(jié)的主動齒輪就失去了作用。一般情況下，零件在故障狀態(tài)下的行程大約是1.3公里。在使用過程中，一些小齒輪由于尖端磨損過大而產(chǎn)生脫落，對機械設(shè)備的磨損也起了很大的作用。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)絕大多數(shù)的齒輪發(fā)動機在惡劣的工況下發(fā)生故障，都是由于輪胎在惡劣的工況下發(fā)生的，最后引起了卡機。車橋齒輪的打卡打是以特定的表面相互接觸力作用為基礎(chǔ)，根據(jù)特定的相關(guān)次序來實現(xiàn)的，同時，在機械表面上也會產(chǎn)生裂紋，從而導(dǎo)致齒輪表面的材料磨損和脫落，從而導(dǎo)致整個齒輪斷裂。

為了避免齒輪的折斷，通常應(yīng)考慮增加齒根齒厚或增加齒寬，并通過適當(dāng)?shù)臒崽幚韥砀纳讫X面的硬度。此外，在提高加工精度、減少表面粗糙度、提高齒面嚙合精度、改善齒面負(fù)荷分配、加強齒根等方面也是一種行之有效的途徑。

1.2微觀分析

對易失效的齒輪進(jìn)行顯微分析，應(yīng)從觀察分析、硬度檢測、材料成分檢測、斷口分析等方面入手。

顯微組織中的隱晶馬氏體、殘余奧氏體、針狀馬氏體、低碳馬氏體、游離鐵素體和細(xì)小的碳化物。目前常用的硬度檢測方法是洛氏硬度測定與維氏硬度測定，并對不同部位的硬度梯度進(jìn)行測量，從而為齒輪的設(shè)計提供一定的數(shù)據(jù)依據(jù)。

1.3工藝調(diào)查和組織觀察

本論文以主動及被動齒輪為中心進(jìn)行了調(diào)查工藝的研究，重點是在實際加工技術(shù)的幫助下進(jìn)行分析。一般的熱處理工藝包括清洗、氧化和鍛燒。主要是根據(jù)國家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，來控制齒輪的各個技術(shù)。同時，采用相關(guān)的技術(shù)方法，對齒輪在鍛壓之前的記憶技術(shù)及運用效率進(jìn)行檢驗與分析。在完成鍛件后，要有專門的檢驗員對其進(jìn)行質(zhì)量檢查，排除和處置不合格的產(chǎn)品。而通過檢驗合格的產(chǎn)品，則要注意保護(hù)、研究和應(yīng)用，以便為后續(xù)的高質(zhì)量產(chǎn)品的加工提供重要的參考，同時也可以重復(fù)進(jìn)行，有利于齒輪的壽命、效率和施工的同步發(fā)展。

2變速箱高速齒輪斷齒失效分析研究

首先，對齒輪斷齒故障進(jìn)行了分析，得出了齒輪的化學(xué)組成，并對其進(jìn)行了顯微金屬夾雜的檢驗。在實際的齒輪失效分析中，我們發(fā)現(xiàn)，齒輪的化學(xué)成份，主要是根據(jù)對某些微小的金屬夾雜的檢驗，判斷其是否合格。在這樣的情況下，如果齒輪的實用性很強，那么就需要找專門的人來測試和評價，根據(jù)實際情況來解決問題，提高齒輪技術(shù)的整體水平，挑選合適的人進(jìn)行分析和研究，進(jìn)一步完善自動化的運行。當(dāng)判斷出的齒輪失效嚴(yán)重時，就必須交給專門的檢驗人員進(jìn)行檢驗和評價，并根據(jù)實際情況進(jìn)行問題研究，并根據(jù)實際情況進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)和改進(jìn)。另外，還需要專門的人員進(jìn)行化學(xué)分析，這是提高自動化作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的一個重要前提。

其次，馬氏體加貝氏體加鐵素體是齒輪的主要成分，在4.0以下的情況下，就會被認(rèn)為是不合格的。這樣的齒輪不但硬度低，還含有少量的自由鐵素。另外，齒輪的塑性變形是影響工程機械承載能力的重要因素，從而誘發(fā)變形，從而引起齒輪的失效。如果沒有得到足夠的關(guān)注，將會造成無法估計的后果和損失。

第三，斷裂齒的裂紋邊緣主要發(fā)生在齒根處，但它的強度很低，一旦發(fā)生過度運動就會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的材質(zhì)限制。若裂縫不受控制而繼續(xù)發(fā)展，就會發(fā)生斷齒現(xiàn)象。一般情況下，當(dāng)齒輪的承載能力超過相應(yīng)的載荷標(biāo)準(zhǔn)時，就會出現(xiàn)斷裂。分析了這種裂紋的產(chǎn)生原因，認(rèn)為是因為齒輪材質(zhì)不合格，承受能力太強。在具體的工作中，要控制齒輪的技術(shù)，根據(jù)外力的不同，選擇合適的齒輪，這樣可以提高齒輪的精確度和偏差，減少齒輪的摩擦和振動。

最后，在實際生產(chǎn)中，引起齒輪斷裂的根本原因是魏氏組織，分析魏氏組織的功能伸展效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)其主要取決于碳含量的溫度。魏氏組織對其材料的影響不容忽視，魏氏組織的片狀結(jié)構(gòu)會造成鋼筋主體的斷裂，從而使整體鋼的韌性下降。在張力測試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的實驗也會因為阻力而不能順利進(jìn)行，這不僅會使整個伸長率下降，而且還會給分析帶來困難。

3相關(guān)改進(jìn)措施及建議

為深入探討齒輪折齒的問題，提出通過對其材料屬性、承載機理、工作狀態(tài)的監(jiān)測、宏觀、微觀的分析，對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、分析，及時發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行處理，保證變速箱的工作，建立高速齒輪箱的故障診斷系統(tǒng)，最大程度地避免失效事件的發(fā)生，避免出現(xiàn)重大安全事故。

在實踐中，應(yīng)不斷提高鍛壓齒輪的技術(shù)品質(zhì)，有效地控制鍛件中非金屬夾雜，使其含量降到最低。另外，為了保證合理的熱處理工藝，應(yīng)從齒輪的技術(shù)材質(zhì)、外觀等方面入手，在熱處理工藝的選擇上，既保證了齒輪的硬度，又滿足了國家的技術(shù)規(guī)范，減少了齒輪變形的可能性。此外，要重視齒輪齒輪箱的定期維修與維修，在一定時期內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化檢查，并及時更新齒輪保護(hù)措施，提高其使用壽命。

結(jié)束語

因此，本文以工程設(shè)計中的齒輪齒輪箱故障為主要內(nèi)容，對故障原因進(jìn)行了分析和探討，提出了改進(jìn)意見。具體來說，目前所出現(xiàn)的齒輪斷裂故障屬于脆性損傷，主要是因為魏氏組織在鍛壓時的處理和使用不當(dāng)，導(dǎo)致了魏氏組織的斷裂，從而影響到實際生產(chǎn)的整體強度和韌性，從而影響到整個生產(chǎn)流程的質(zhì)量，從而影響到氧化工藝的執(zhí)行。因此，要從實踐出發(fā)，采取切實的措施，切實預(yù)防以上問題的發(fā)生，并加強對原料的檢驗，加強對成品的質(zhì)量控制。

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