汽车锥齿轮断齿原因分析
回转支承断齿轮分析及解决措施探析
回转支承断齿轮分析及解决措施探析一、引言回转支承断齿轮是一种常见的传动装置，广泛应用于工程机械、航空航天、船舶和车辆等领域。
在实际使用过程中，由于各种原因，回转支承断齿轮很容易出现断齿现象，严重影响其正常运转。
对于回转支承断齿轮的分析和解决措施探析具有重要的理论和实际意义。
二、断齿现象分析1. 断齿原因回转支承断齿轮出现断齿现象的原因是多方面的，主要包括以下几个方面：(1) 经验原因：回转支承断齿轮在设计、加工、安装和使用过程中可能存在一定的经验原因，例如设计参数不合理、工艺操作不规范等。
(2) 材料原因：回转支承断齿轮制造材料的选择和性能直接影响其使用寿命，包括金属精密铸造、锻造和焊接的技术性能。
(3) 负载原因：回转支承断齿轮在使用过程中承受的载荷大小和方向、工作频率大小和变化等对其断齿现象有一定的影响。
(4) 环境原因：回转支承断齿轮在外部环境条件下的应力、温度、湿度、气象等因素对其断齿现象也有一定的影响。
2. 断齿形态回转支承断齿轮的断齿形态一般包括两种，一种是齿数突然减少而导致的变向断齿，另一种是齿齿面上出现齿与齿接触面的微裂纹，继而断裂并演变为断齿。
三、解决措施探析1. 加强设计和制造回转支承断齿轮的设计和制造是预防断齿现象最为重要的环节，应加强材料的选择、工艺的规范、设计参数的合理以及懒洋洋验证等工作，力求使回转支承断齿轮的设计和制造更加科学合理。
2. 提高质量和检测回转支承断齿轮质量的提高和检测的严谨对于预防断齿现象至关重要，可以采取一些先进的工艺技术和检测手段，提高制造质量和产品可靠性。
3. 加强维护和保养回转支承断齿轮在使用过程中需要进行定期的维护和保养工作，保持其良好的使用状态，避免因外部环境和内部磨损等原因导致的断齿现象。
4. 合理使用回转支承断齿轮在使用过程中应该合理使用，避免受到过大的冲击和振动，以及避免长时间超载运转等，从而减少断齿现象的发生。
分析轮齿折断的原因，这个必须要知道！
分析轮齿折断的原因，这个必须要知道！轮齿折断是一种非常危险的失效形式，会导致各种不同程度的问题，如这个例子，最终结果是导致输出轴停止转动。
1.问题描述普通的一级斜齿传动减速箱，功率200KW，材料20CrNiMoA，使用了六个月。
现在出现问题，大齿轮出现断齿，小齿轮被剃成光轴。
图１2.讨论甲说，这种情况是典型的齿根折断，原因有很多，可以分为弯曲疲劳折断、过载折断、随机折断、轮齿剪断和塑变后折断，但具体到实际，则要对根据现场情况判断。
粗略估计，应是过载引起的齿根断裂，即实际载荷超过齿根许用强度所致；在实际传动过程中存在冲击载荷，冲击过程中产生微观裂纹，运转时间长了导致裂纹扩大最后断裂，症结可能在材料和热处理上。
对此提问者提出疑问：小齿轮是被大齿轮切削的，而大齿轮除了断了几个齿，剩下的齿的齿面都保持完整，按理说是小齿轮的硬度要高，不应是如此情况。
甲回应说，硬度和强度是两个概念，可以理解为设计时的出发点不同；就目前来看，估计该单级斜齿传动是从齿面强度角度设计，而没有再校核齿根强度，或者是实际载荷超过设计允许载荷造成断齿。
对甲的观点乙比较赞同，说，小齿轮确是比大齿轮硬，选择材料的硬度差一般为四十（普通传动，小齿轮280hbs，大齿轮240hbs）；但此处的问题在于大齿轮齿根弯曲强度不够，而小齿轮表面接触疲劳强度不够；分析应是校核的时候没校核好，或者热处理的时候没按要求。
丙要求看看断齿的照片，提问者解释说小齿轮已经被磨成颗粒状，而大齿轮崩了二十几个齿，图2为其中最为完整的一个。
图２提问者指出，据他观察，这块断齿的齿面非常光滑，看不出有什么损伤，而其他断齿的齿面多少都有伤痕，应该是第一块被崩掉的齿。
丙说，到这里基本可以判断出断齿的原因是瞬间过载了；图2的断口非常整齐，应是一次性折断，无疲劳断裂的迹象；整个故障的事件可以还原出来：由于瞬时负载加大，造成这个齿先断，产生强烈冲击振动，从而发生连锁反应，不断出现磨损和局部材料的折断；由于小齿轮的受力频率高于大齿轮，所以最后的结果是小齿轮被剃光，大齿轮相对保持完整。
齿轮断齿故障特征
齿轮断齿故障特征齿轮作为机械传动中常见的元件之一，在使用过程中可能会发生一些故障，其中断齿故障是比较常见的一种。
断齿故障通常指的是齿轮齿面上出现齿齿之间的齿元素突然断裂或齿面顶部丢失的现象。
断齿故障会导致传动系统的功能性能下降，造成设备损坏和停机，严重时还可能引起事故。
齿轮断齿故障的特征可以分为以下几个方面：1. 声音异常：齿轮断齿故障通常会导致传动系统运行时发出异常的声音，这是由于断齿部位受到载荷作用、齿面不规则摩擦等因素引起的。
这些异常声音通常表现为噪音、刺耳的金属碰撞声等。
2. 振动加剧：齿轮断齿故障会导致传动系统的振动加剧，尤其是在齿轮断齿部位附近。
这是由于断齿造成的不平衡载荷、齿面破损引起的摩擦不平滑、齿槽失效等。
振动加剧不仅会加速齿轮过早磨损，还会对整个传动系统的稳定性和工作效率产生负面影响。
3. 温升明显：断齿故障会导致传动系统的温升明显增加。
这是由于断齿造成传动系统工作时产生的额外能量损耗，从而引起齿轮温度的升高。
齿轮温升的增加会导致齿面的热变形和材料的疲劳，进一步加速齿轮的损坏。
4. 齿面破损：断齿故障会导致齿面出现不同程度的破损。
这些破损通常表现为齿面的剥落、裂纹、烧伤等。
这是由于断齿部位承受了过大的载荷或产生了局部过热，从而导致齿面材料的结构破坏。
5. 金属碎屑：齿轮断齿故障还会导致金属碎屑的产生。
这些金属碎屑通常会随着润滑油一起被带走，并在润滑系统中积累。
通过对油液中的金属碎屑进行分析，可以判断出齿轮的断齿故障程度和类型。
以上就是齿轮断齿故障的一些典型特征。
当我们在使用设备过程中发现这些特征时，应尽快停机检修，找出故障原因，并采取相应的措施进行修复，以保证传动系统的正常运行和设备的安全性能。
在平时的维护保养中，也要注意定期检查齿轮的磨损情况，及时更换和修复已损坏的齿轮，以延长设备的使用寿命。
浅谈手动变速器齿轮齿断裂原因
浅谈手动变速器齿轮齿断裂原因引言齿轮是机器中传递功率和运动的重要部件。
与皮带、链及摩擦轮传动等相比，由于齿轮传动具有传动准确、传动平稳、结构紧凑，传动效率高等优点，且速度、传动比、传动功率的范围大，不仅可用于减速和增速，同时能够完成各种速度、各种功率下的传动，因而齿轮传动在汽车领域得到了广泛的应用。
然而由于齿轮一般无过载保護作用，因而对传递大功率金属齿轮，要求有较高的质量要求和良好的安装、组合，，否则传动时会出现较大噪声、振动以及冲击，易于造成损伤失效，导致发生重大安全事故。
1 失效情况某车型车辆在行驶中，挂五档时严重异响，行驶里程2453km。
拆解变速器检查为中五档齿轮损坏所致，更换中间轴五档齿轮组件后故障排除。
2检测2.1 失效样品检查拆解下来的中五档齿轮，发现中五档齿轮连续5个齿发生断裂，第6个齿面向断齿侧有长约10mm的压痕，其它齿牙基本保持完整。
结合中五档齿轮的转动方向与受力方向判断，失效的扩展路径如图1中红色箭头所示。
图 1 中五档齿轮2.2 断口形貌对断口进行微观分析，发现在断口两侧靠近热加工面约3mm的区域，断口形貌为晶间断裂，沿晶断口未发现第二相粒子，晶粒尺寸在30μm左右（见图2）。
晶界弱化后齿轮在工作中受力逐渐形成微裂纹，微裂纹相互贯穿，当尺寸达到临界值，就会形成疲劳裂纹，在断口中部可以观察到明显疲劳辉纹（见图3），疲劳辉纹弧线清晰，条带细密，具有振动疲劳扩展特征现[1]。
图 2 断口沿晶特征图 3 断口疲劳辉纹2.3硬度分析2.3.1 硬度对断口中部剖面进行洛氏硬度检测[2]，结果见表1。
2.3.2 淬硬层深度在剖面不同位置进行淬硬层深度检测[3]，结果见表2。
3 分析讨论3.1裂纹萌生在失效齿尖1-5的断口上均发现了沿晶断裂区和疲劳条纹区。
通过断口剖面的金相观察发现，沿晶断裂区和疲劳条纹区之间存在明显的裂纹区，是疲劳裂纹产生的根源所在。
断口的沿晶断裂区和疲劳条纹区与剖面的淬硬层组织和基体组织一一对应。
齿轮断齿的原因
齿轮断齿的原因一、引言齿轮是机械传动中最常用的元件之一，其具有传递动力、扭矩和速度的作用。
然而，在使用过程中，我们可能会发现齿轮出现了断齿的情况，这不仅会影响机械设备的正常运行，还会增加维修成本。
那么，造成齿轮断齿的原因有哪些呢？下面将从材料、设计、制造和使用等方面进行分析。
二、材料1.材料硬度不足在选择齿轮材料时，应根据工作条件和要求来选择合适的材料。
如果选用硬度不足的材料，则在使用过程中易出现磨损和断裂等问题。
因此，在选择齿轮材料时，应注意其硬度要求，并且进行必要的热处理以提高其硬度。
2.材料质量问题如果选用质量不好的材料，则其内部可能存在缺陷或夹杂物等问题，这些问题会导致齿轮在使用过程中出现裂纹或断裂等问题。
因此，在选择齿轮材料时，应注意其质量，并进行必要的检测。
三、设计1.齿轮设计不合理齿轮的设计应根据工作条件和要求来进行，如果设计不合理，则容易导致齿轮在使用过程中出现断齿等问题。
例如，在设计时未考虑到载荷分布不均、变形和疲劳等因素，会导致齿轮在使用过程中扭曲或变形，从而导致断齿。
2.齿数选择不当在进行齿轮设计时，应根据工作条件和要求来选择合适的齿数。
如果选用的齿数过少，则会导致载荷分布不均，从而增加了断齿的风险；如果选用的齿数过多，则会增加制造成本并降低效率。
因此，在进行齿轮设计时，应选择合适的齿数，并进行必要的优化。
四、制造1.制造精度不足在进行制造过程中，如果精度不足，则容易导致质量问题。
例如，在加工过程中出现误差或偏差等问题，会导致载荷分布不均或者磨损加剧等问题，从而增加了断齿的风险。
2.表面处理不当在制造过程中，表面处理也是一个非常重要的环节。
如果表面处理不当，则会导致齿轮表面出现磨损或者腐蚀等问题，从而增加了断齿的风险。
因此，在进行表面处理时，应选择合适的方法，并进行必要的检测。
五、使用1.过载或者过热在使用过程中，如果超载或者超温，则容易导致齿轮出现断裂或者变形等问题。
因此，在使用过程中应注意控制负荷和温度，并进行必要的维护和保养。
齿轮断齿原因分析【汇总】
齿轮断齿原因分析概况描述：生产上的齿轮轴在使用两个星期后，突然发生断齿，给生产造成了很大的损失。
为了弄清楚产生断齿的原因，从以下几方面进行分析。
1、化学成份分析C Si Mn S P Cr Mo Al大0.39 0.31 0.52 0.002 0.06 1.5 0.17 0.85小0.15 0.25 0.55 0.016 0.013 0.75 0.15从成份上看，大有材料为38 Cr Mo Al，小的材料为20 Cr MnMo2、宏观形貌大：断口处晶粒粗大稍发亮，为脆性断裂。
小：断口处晶粒细小，瓷性灰色断口，为韧性断裂。
（如图示）3、金相组织分析 （1）大的金相组织100X40X0.30m m200X齿轮表面的渗氮层厚：0.30mm，渗层组织不均匀，渗层硬度801HV1，表面有数条垂直于表面的微裂纹，裂纹周围组织无脱碳，裂纹长度稍长于渗层。
200X断裂处的显微组织形貌200X中心组织：回火索氏体加屈氏体加条状及半网状铁素体。
(2)小的金相组织200X40X渗层深1.5mm齿轮渗碳层厚1.5 mm，有效硬化层厚0.8 mm，表面有数条细小的裂纹沿晶向里延伸，渗层硬度637HV1。
200X表面渗碳和过渡区组织，表面为高碳马氏体和细小的颗粒状碳化物，往里为马氏体组织。
500X中心组织：低碳板条马氏体组织。
4、原因分析（1）大的材料为氮化钢，小的材料为渗碳钢，符合材料的牌号。
（2）从金相组织上分析大的心部组织为回火索氏体加屈氏体加条状、半网状的铁素体，为非正常的调质组织，这是因为淬火时，由于加热温度太低或保温时间太短，使铁素体未能完全溶解，经过淬火、回火后，仍存在于基体中。
调质后出现这种组织，属于不良的显微组织。
齿轮表面有数条微小的细裂纹，这些裂纹的产生是氮化时，由于氮在铁素体中的扩散速度较大，氮化后铁素体中的氮浓度较高，易形成须状氮化物从而从使氮化层脆性较大。
因此渗层组织不均匀（？），致使在使用过程中齿根部受到拉应力的作用而导致脆性断裂。
齿轮轴断裂及轮齿折断原因分析与改进
相应的措施 ， 从而增加了零件的可靠性 ， 延长 了零件的使用时 间。
关键词
１ 概
述
涡 轮 工作腔 泵 轮
１ １ 液 力耦 合 器的结构及 工作原 理 ．
我公 司三胺 四车 间 （ ４ ５套装 置 ）３１载 第 、 Ｊ０ 气压缩机 组主机 为沈 阳鼓 风机 厂制造 的离心式 压 缩机 （ 型号 Ｍ Ｌ０ － ， 动 机 为 两 级 异 步 电 机 Ｃ ６４６） 原
均 为直齿 圆柱齿 轮。
环油泵 出现过几次故 障：０８年 ６ １ ２０ 月 ６日， ４ 第 套 机组例行 修理 ， 查油泵 齿轮 的啮合情 况时 ， 检 发
现 主动齿轮 和从 动齿 轮 的轮齿 表 面磨 损 严 重 ， 深 人 检查后发 现其 中一组循 环油泵 的齿 轮轴在轴 肩 处 断裂 ， 其作 了换 件处 理 ；００年 ３月 １ 对 ２１ ８日检 查第 ４套机 组时发 现 １ 个从 动齿 轮上相邻 的 ２齿 发 生 了折 断 ；０ ７年 ７月 １ 日第 ５套 机 组 发 生 ２０ ３ 液 力耦合器 油泵齿 轮轴 断裂 ， 进行 了抢 修 。
（ ０ Ｗ） 通 过 液力 耦 合 器 （ 连 液力 机 械 有 １４０ ｋ ， 大 限公 司 生 产 ， 号 Ｙ Ｔ Ｃ ０ ／ ０ ０， 速 ２ ８ 型 ＯＧ ５０３０ 转 ９０ ｒｒ ｎ 与增 速器相联 接 ， 动压缩 机 ， 与轴 之 间 ／ ｉ） ａ 带 轴 用金 属膜 片联 轴器连 接 。
路进 入进油 室后通过 泵轮底 部轴 向小 孔进入 泵
轮与涡 轮之 间的空 间 ； 另一路到 各轴 承进行润 滑 。
为变位 齿 轮 ； 动 齿 轮 ， 数 ２ ５ 齿 数 ６ 、 径 从 模 ．、 Ｏ外
１６ｍｍ（ 准为 １５ｉ ｎ ， ５ 标 ５ ／） 为变位齿 轮 。 ｎ １２ 故障情 况 ．
越野车后桥主动锥齿轮螺纹断裂分析
越野车后桥主动锥齿轮螺纹断裂分析我公司是生产汽车前、后桥主、从动齿轮的专业化公司，在2011 年3 月份，出现了一套齿轮在使用过程中主动齿轮（轴）螺纹断裂的现象，现就该齿轮轴的断裂原因进行分析。
1.齿轮副情况该越野车行驶时传动轴脱落，经检查发现主减速器主动锥齿轮固定螺母外螺纹断裂（见图1），发生故障时行驶里程10800km 。
该主动齿轮轴选用20CrMnTi 钢制造，工艺流程：锻造毛坯—正火—机械加工—渗碳淬火—回火—抛丸—螺纹M20X 1.5高频退火-研磨中心孔-校直-精磨-配对研齿-成品检验后发往客户装配到差减壳内。
该齿轮轴的热处理技术要求为：渗碳层深 1.0〜1.4mm，碳化物、马氏体、残留奥氏体级别为1〜4级，表面硬度58〜64HRC，心部硬度32〜45HRC，心部无明显铁素体。
通过郑州机械研究所强度中心故障诊断和失效分析专家张石山（教授级高工）老师的指导，对该断裂的主动齿轮轴进行了分析，并找出了引起断裂的原因。
2.断口分析螺纹M20X 1.5前端第五扣位置正是螺母前第一扣的位置，裂纹起源环形带内约80°x （1 2）mm （见图2）。
裂纹源有三个位于螺纹根部，受力时正是负荷最高的牙，应力集中（升高）最大位置的3〜4 倍。
源区（源3 已在扭转扩展区边缘）主要由拉应力或弯曲应力叠加一定的剪应力生成，放射状纹理由螺纹根部向中心发展1〜2mm，而后左旋以25°角方向扩展（螺旋角）。
形成长120 ° X （1〜mm环带（剪应力、扭矩逐步上升），带内人字型椎塑变纹理指向裂纹源区，距外圆上有0.1mmX 8mm 的小剪切唇（见图3）。
这些现象充分说明裂纹扩展的速度很快（比如一次性扩展），这正是剪应力（扭矩）增大的结果（扭转断裂）。
从约200°X （1 2〜）mm 环带向内，属于快速断裂区，面积约80% ，中间小台阶高约0.5mm ，系瞬间扭断，最后合成台阶高7mm（见图4），裂纹深入台阶底部约12mm ，破坏总周期较短。
回转支承断齿轮分析及解决措施探析
回转支承断齿轮分析及解决措施探析回转支承断齿轮是一种广泛应用于各种机械设备中的重要构件，它可以将动力从一个部件传递到另一个部件，并且能够承受较大的转矩和负载。
在实际运行过程中，回转支承断齿轮往往会出现断齿、损伤等问题，影响设备的正常运转。
对回转支承断齿轮的分析及解决措施进行探索具有重要意义。
一、回转支承断齿轮的主要故障原因分析1. 设计不合理回转支承断齿轮在设计过程中，如果受到受力分析、材料选择、加工工艺等方面的影响，可能会导致设计不合理，从而使得断齿现象频发。
2. 加工质量差回转支承断齿轮在加工过程中，如果存在加工工艺不当、设备磨损严重等问题，很容易导致工件表面粗糙、尺寸误差大，从而造成断齿现象。
3. 润滑不畅回转支承断齿轮在运行过程中，如果润滑不畅，可能会导致轴承过热、摩擦增大，最终导致断齿问题的出现。
2. 提高加工质量加工质量直接关系到工件的使用寿命和可靠性，因此需要提高加工质量，保障工件的表面光洁度和尺寸精度。
3. 加强润滑管理为了避免因润滑不畅导致的断齿问题，需要加强润滑管理，选择合适的润滑油，并严格按照润滑周期进行润滑维护工作。
4. 加强检测与维护定期检测回转支承断齿轮的工作状态，对发现的问题及时进行维护和处理，避免故障的发生和扩大。
5. 提高人员技术水平提高维修人员的技术水平和维修意识，能够及时准确地发现并解决回转支承断齿轮故障问题。
6. 强化质量管理通过强化质量管理，对加工过程进行监控，确保产品质量符合要求，从而减少断齿问题的发生。
三、结语回转支承断齿轮作为机械设备中的重要构件，其正常运转直接关系到整个设备的工作效率和安全性。
对于回转支承断齿轮的故障分析及解决措施探索具有重要意义。
通过完善设计、提高加工质量、加强润滑管理、加强检测与维护、提高人员技术水平以及强化质量管理等方面的措施，可以有效地解决回转支承断齿轮的故障问题，确保设备的安全运行和长期稳定性。
希望随着科技的不断发展，回转支承断齿轮故障问题能够得到更好地解决，为各行各业的机械设备运行提供更有力的支持。
直齿锥齿轮断齿故障分析
直齿锥齿轮断齿故障分析摘要：某型发动机分解检查中发现上传主动直齿锥齿轮发生断齿故障，经失效分析确定该轮齿断裂性质为弯曲疲劳断裂。
通过原因排查与分析，结合有限元仿真计算，确认断齿主要原因是齿厚超差导致齿轮啮合位置偏离设计要求；齿根圆角存在接刀尖边；齿轮加工精度不达标，轮齿齿根加工质量较差；共同作用导致齿根弯曲应力增大，齿轮抗弯曲疲劳能力下降，不再满足弯曲疲劳寿命的设计要求。
关键词：锥齿轮；断齿；弯曲疲劳；有限元仿真中图分类号：V323.8文献标识码：A1 引言某型发动机在工作近400小时后，分解检查中发上传主动直齿锥齿轮发生断齿故障，如图1所示。
经失效分析检查，齿轮及断裂轮齿的断口均呈现明显的疲劳特性，如图2所示。
断裂轮齿的断口分两个区域：小头端及工作面一侧断口平坦，可见明显的扩展棱线，面积占整个断口的80%以上；大头端及起动面一侧断口起伏较大，两个区域可见弧形界面。
平坦断面为疲劳区，起伏较大的断面为瞬断区。
此外，从疲劳区棱线收敛位置，可大致判断疲劳起始于轮齿工作面距小头端约1~3mm的齿根表面。
扫描电镜观察，疲劳源约为2mm长的线源，源区未见冶金缺陷；选取断裂轮齿和相邻的完好轮齿进行渗碳层金相、硬度以及深度检测，完好轮齿和断裂轮齿渗碳层组织评级为1~3级，为合格组织。
图1 主动直齿锥齿轮断齿图2 断口形貌经失效分析确认：该故障齿轮的轮齿断裂性质为弯曲疲劳断裂，疲劳源为线源，疲劳起始于轮齿工作面距小端约1~3mm的齿根表面；未发现零件存在材质、渗碳、热处理方面的问题；齿轮齿根圆角存在过渡不良的加工缺陷；轮齿接触痕迹偏小端及齿顶。
2 故障原因复查结合已有的失效分析结果，从设计，加工工艺，齿轮加工质量、安装质量、啮合质量，外部载荷等多方面对锥齿轮断齿故障的原因进行排查及分析，发现存在以下与故障相关的问题。
1）齿轮大端弦齿厚要求为3.04mm～3.10mm，故障齿轮的大端弦齿厚为3.30mm，齿厚超差较多；且其工作面齿根圆角过渡不良，存在磨削产生的接刀尖边，见图3。
齿轮断裂分析报告
齿轮断裂分析报告1. 背景介绍齿轮是一种常见的传动元件，用于实现机械系统的动力传递。
然而，在使用过程中，齿轮断裂的问题经常发生，给机械系统的可靠性和安全性带来了严重影响。
因此，对齿轮断裂的分析和原因的确定具有重要意义。
本报告旨在对某一齿轮断裂事件进行分析，找出断裂的原因，并给出相应的解决方案，以提高齿轮的可靠性和寿命。
2. 断裂现象描述某齿轮在正常工作条件下突然发生断裂，其断裂面呈典型的疲劳断裂形态。
齿轮断裂后，断口面呈现出光洁的疲劳裂纹。
经过初步观察，断裂的位置位于齿轮齿面附近，断裂面呈现出明显的齿形状。
3. 分析方法为了确定齿轮断裂的原因，我们采用以下分析方法：•疲劳断裂分析•材料性能测试•断裂面观察•齿轮设计与制造参数分析4. 分析结果4.1 疲劳断裂分析通过对齿轮断裂的疲劳裂纹进行观察和分析，我们可以确定齿轮断裂是由于长期疲劳加载引起的。
疲劳裂纹的形成是由于齿轮在工作过程中受到交变载荷作用，导致应力集中，进一步引发裂纹的产生和扩展。
4.2 材料性能测试对齿轮材料进行性能测试，包括硬度、韧性和强度等方面的指标。
通过测试结果的分析，发现齿轮材料的硬度指标较低，韧性指标较高，而强度指标处于合理范围内。
这说明齿轮材料的选材相对合理，但存在着材料强度不足的问题。
4.3 断裂面观察通过对齿轮断裂面的观察，发现断口面呈现典型的齿形状。
这说明齿轮断裂是由于齿轮齿面的弯曲应力和接触疲劳造成的。
进一步观察发现，断裂面上存在着一些磨损和腐蚀痕迹，这表明齿轮在工作中可能遭受了外界腐蚀和磨损的影响，使得齿面损伤加剧。
4.4 齿轮设计与制造参数分析通过对齿轮的设计与制造参数进行分析，发现齿轮的齿形参数设计较为合理，但存在着切向齿厚较小的问题，这会导致齿轮在工作中承受更大的应力集中。
此外，制造过程中可能存在着一些缺陷，如焊接接合不良、热处理工艺不合理等，这些因素都可能影响齿轮的强度和可靠性。
5. 解决方案基于以上的分析结果，我们提出以下解决方案以提高齿轮的可靠性和寿命：1.优化材料选用，选择具有更高强度和疲劳寿命的材料制造齿轮。
曲线锥齿轮故障的频谱分析
一 商 １１ 面 ． ６
０ ２
６０ ｌ
往 复 机 构 虽 为 对 称 结 构 ， 使 减 速 机 载 荷 均 匀 分
初步判 定 高速齿 轮 、 Ⅱ轴 齿轮有 严 重点蚀 、磨 损 和断
—
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＠ 踟趣 ≯ 疵 啪０
重 ０ 匡 ＠ 匡 啸］
３５
维普资讯
速 度值 均 不 超 标 一 解 体 发
现 高 速 断 轮 有 点 蚀 、磨 损 现 象 ．并 有 多 齿 断 裂 。
频谱 特征 为在 啮合 频 率处 有 间隔均 匀 的边 带 ，调
制 频 率 为 １ ５ ０ ｍ ＝ ８９ Ｈ ， １ １ ８ ４ ＝ ． Ｉ 。 ／ ２ ４ ｓ １．７ ｚ ／ ０ ． ｍｓ ９２ － ７ ３ ３／ ｚ
状态 监测与 技术 诊断
中 教俺工 ｏ． 园 程２２ ｏ ３
■徐 兴 科 马 红梅 赵 以 万 冯 振 国
【 要 】介 绍 刚性 转 子 现 场 动 平 衡 的 方 法— — 影 响 系数 法 。 可 避 免 动 平 衡 时 首 次 试 重 的 随 意 性 和 摘
盲 目性
不仅 缩短动 平衡 时 问 ，且 可减 少机 器的起 动 次数 ，延 长使 用寿命
减 速 箱 结 构 图 ｌ 图 中 ，Ａ 为 高 速 轴 ，Ｂ 为 Ⅱ轴 ＝
图 １
二 、减 速 机 振 动 特 点
表 １为 用 简 易 测 振 记 录 的 数 值 。 振 动 速 度 、加
表 １
、
可 知 ，振 动 以 啮合 频率 为 主 ，无 显 著调 制 边 带 。 对减 遮机 作解体 检查 ，轮齿无 故障 。
重 程度 。
、
荷 兰 泵 技 术 参 数 和 结 构 特 点
回转支承断齿轮分析及解决措施探析
回转支承断齿轮分析及解决措施探析一、引言回转支承断齿轮是工程机械设备中常见的一种零部件，其作用是将动力从发动机传输到车辆的传动系统中，使车辆得以行驶。
由于工作环境的复杂性和使用条件的不断变化，回转支承断齿轮在长时间使用中难免会出现一些故障，其中断齿现象尤为常见。
本文将对回转支承断齿轮的故障原因进行分析，结合实际案例和解决方案，为工程机械设备的维护和维修工作提供一定的参考意义。
二、回转支承断齿轮故障原因分析1. 材料质量不达标回转支承断齿轮作为工程机械设备的重要传动部件，其材料的质量直接影响到其使用寿命和可靠性。
如果采用质量不达标的材料制作回转支承断齿轮，就会导致其性能下降，进而引发断齿现象。
2. 设计不合理回转支承断齿轮的设计需根据实际工程机械设备的使用情况和传动需求来确定，若设计不合理，例如齿轮的强度计算不足或齿轮减速比选择不当等，就容易造成齿轮断齿现象。
3. 制造工艺不足回转支承断齿轮制造的工艺包括锻造、加工、热处理等多个环节，如果其中任何一个环节存在问题，都会对齿轮的质量产生影响，使得齿轮容易出现断齿现象。
4. 使用条件恶劣工程机械设备常常需要在恶劣的环境条件下工作，例如高温、高湿、多尘、高振动等，这些因素都会加速回转支承断齿轮的磨损和疲劳，从而导致断齿现象的发生。
5. 维护不及时如果在使用过程中没有对回转支承断齿轮进行及时的检查、保养和维修，就容易导致齿轮表面磨损严重，使得齿轮的使用寿命减短，出现断齿现象的可能性增大。
在生产回转支承断齿轮时，应严格控制材料的质量，确保其符合相关的标准要求，尤其要注意材料的硬度和强度等性能指标，以提高齿轮的耐磨性和抗疲劳性。
2. 优化设计方案生产过程中需要严格按照相关的工艺标准进行操作，包括锻造、加工、热处理等环节，确保每一个步骤都符合要求，以保证回转支承断齿轮的质量和性能。
在实际使用中应尽量减少恶劣环境对回转支承断齿轮的影响，可以通过加装防护罩、增加润滑剂等措施，来减少外部因素对齿轮的侵蚀。
齿轮发生随机断裂的原因和预防措施
2020年 第2期 热加工2F失效分析ailure Analysis齿轮发生随机断裂的原因和预防措施朱孝录北京科技大学 北京 100083摘要：目前国家标准G B /T 348l—1997《齿轮轮齿磨损和损伤术语》中没有包含齿轮随机断裂这一词条，但在齿轮使用中经常出现轮齿随机断裂现象。
描述了轮齿随机断裂的形貌；论述了产生随机断裂的原因；给出了随机断裂的分类和多个实例；并提出了预防轮齿随机断裂的具体措施。
建议在修订国家标准时增加齿轮随机断裂词条。
关键词：齿轮；随机断裂；预防1 序言轮齿折断（断裂）是一种危险性很大的最终失效形式。
在GB/T 348l —1997《齿轮轮齿磨损和损伤术语》（ISO 10825：1995）中，将轮齿的断裂（折断）细分为以下几种：过载折断、疲劳折断、剪断和抹断。
标准中没有包含轮齿经常出现的随机断裂。
轮齿的随机断裂是指不与齿根圆角截面有关的轮齿断裂。
断裂部位随轮齿缺陷、损伤或过高的有害残余应力的位置而定，如图1所示。
从图1可以看出，正常的弯曲疲劳断裂的断裂线都起源于30°切线点附近；而如果轮齿腰部出现严重损伤，例如深层剥落，就会产生很大的应力集中而引发随机断裂。
齿顶的随机断裂多数是由于热处理缺陷和齿轮偏载造成的。
在1980年的AGMA 110.4标准中，首先提出了随机断裂（Random fracture ）这一词条。
我国GB 3481—1983中也收录了这一词条。
1979年的D I N 3979中只定义了轮齿的过载折断和疲劳折断，而没有随机断裂词条。
在我国等同采用ISO 标准的GB/T 3481—1997《齿轮轮齿磨损和损伤》术语中，也没有随机断裂这一词条。
由此可见，随机断裂这一重要的失效现象并没有引起人们广泛的注意。
随机断裂在减速机的齿轮中经常出现，特别是硬齿面齿轮更是如此，笔者曾经多次呼吁恢复随机断裂这一词条，见文献[1-3]。
2 轮齿发生随机断裂的原因齿轮轮齿发生随机断裂的原因很多，主要有： 1）随机断裂通常是由于轮齿缺陷、点蚀、剥落或其他应力集中源在该处形成过高局部应力集中引起的。
齿轮传动轴断齿原因分析
记录号：JS-AL-转动设备（轴承和齿轮）-038齿轮传动轴断齿原因分析摘要：齿轮传动轴在使用过程中发现传动轴有3个齿断裂。
本文对齿轮传动轴断口的宏微观特征进行了观察与分析，并对材料的金相组织、渗层深度及心部硬度进行了检测分析，结果表明，传动轴齿的断裂性质为弯曲疲劳断裂，径向窜动量较大是此次断裂的直接原因，传动轴的齿面渗氮层的硬度和深度不符合图纸要求是此次传动轴齿断裂的影响因素。
关键词：齿轮传动轴；径向窜动；材质；弯曲疲劳断裂 材料种类/牌号：合金钢/38CrMoAlA 概述齿轮传动轴在使用过程中发现传动轴有3个齿断裂。
齿轮传动轴的材料为38CrMoAlA 结构钢，热处理工艺为调质处理，要求硬度为32HRC~36HRC ；机加后表面离子渗氮，要求：氮化层深度200μm~300μm ，表面硬度 ≥750HV ，心部硬度不降低，仍保持原始调质处理后的硬度。
本文对齿轮传动轴断口的宏微观特征进行了观察与分析，并对材料的金相组织、渗层深度及心部硬度进行了检测分析，在此基础上，确定了齿轮传动轴断裂性质，并对其产生原因进行了深入分析。
测试过程与结果 断口宏微观观察 将传动轴的3个断齿分别编号为断口A 、断口B 和断口C ，如图1所示，将其超声波清洗后，放入扫描下电镜下对断口特征进行观察分析。
图1 传动轴外观形貌 断口A 的低倍形貌见图2，从图2中可以大致把断口分为3个区域，整个断口的磨损较严重，但在中间部分可以观察到疲劳条带特征，见图3，在中间位置靠近两侧的位置可发现有韧窝特征，见图4。
在断口的两侧磨损较严重，但都可以观察到准解理特征，见图5。
在靠近断口边缘的啮合区域可以观察中国应急分网到多条裂纹，见图6。
通过对断口的观察可知，该断口为两侧啮合区起源，然后在工作应力下疲劳扩展，直至断裂。
图2 断口A 齿的低倍形貌 图3 断口A 中间位置的疲劳条带形貌 图4断口A 中间位置的韧窝形貌 图5 断口A 边缘处形貌特征图6 断口A 边缘处靠近啮合区域的低倍形貌 断口B 和断口C 的微观形貌与断口A 极为相似也是从两侧的啮合区起源，然后疲劳扩展直至断裂。
某车型差速器齿轮断齿失效分析
第21卷第2期2021年4月泰州职业技术学院学报Journal of T aizhou Polytechnic CollegeVol.21No.2Apr.202]某车型差速器齿轮断齿失效分析黄廷波打李永波駡左彪蔦周智慧1(1.江苏飞船股份有限公司；2.泰州职业技术学院，江苏泰州225300)摘要：某车型使用过程中差速器行星齿轮发生轮齿斷裂。
文章通过表面及芯部洛氏硬度试验、表面渗碳深度测定、金相组织分析、化学成分分析、拒描电镜斷口形貌分析等检测分析手段分析了轮齿断裂原因，提出应优化辂齿加工工艺，并结合有限元分析优化齿轮参数，有效提高行星齿轮强度，避免问题再次发生。
关键词：差速器；齿轮；断裂；失效分析中图分类号：TH132.425文献标志码：A文章编号：1671-0142(2021)02-0058-03差速器是汽车传动系统中的重要部件，汽车在转向过程中该系统可调整内外车轮线速度，使汽车转弯时内外轮保持同步，防止车轮与路面产生滑动叫差速器不仅影响整车的通过性、使用寿命，还影响整车的舒适性及安全性。
齿轮作为差速器的核心零件对差速器的性能起决定性作用。
齿轮一旦发生故障，会宜接导致车辆抛锚，发生事故。
某车型使用过程中发生差速器行星齿轮轮齿断裂。
行星齿轮共有10齿，材料为20CrMnTiH,设计要求渗碳层深度0.9mm~1.3mm,表面硬度58HRC-64HRC,芯部硬度33HRC~48HRC。
加工工艺为：棒料切割-磨外圆一＞¥^1角T冷锻成形f机加工-«^-＜丸-＞精加工内孔及球面T 成品检用溯+淬火工艺，工艺参数为：加热至920兀±10兀，在900*土10*保持120min±30min;渗碳温度：900七±10弋,渗碳时间：270min±20min;扩散温度：890%：±10兀，时间：60min±20min;在8处乜±10迟保持40min±10min后淬火；在80弋下清洗65min;回火温度：180T±10%：,回火时间：180min±10mm o1试验检测与分析1.1齿轮损坏情况宏观检查该行星齿轮连续6个齿断裂，断裂位置为齿根部，其中4齿断口磨损严重，呈光滑状，有2齿断口较完好，损坏齿轮实物如图1。
大型弧齿锥齿轮齿端面开裂原因分析
大型弧齿锥齿轮齿端面开裂原因分析摘要：大型弧齿锥齿轮作为重要的传动元件，其性能和寿命直接影响着机械设备的正常运行。
然而，在长期使用过程中，常常会出现齿轮齿端面开裂现象，严重影响齿轮的使用寿命和传动效率。
本文通过文献阅读和实际案例分析，详细探讨了大型弧齿锥齿轮齿端面开裂的原因以及预防措施。
关键词：弧齿锥齿轮；齿端面开裂；失效原因；预防措施正文：1. 前言大型弧齿锥齿轮作为一种高速、高功率的传动装置，广泛应用于各种机械设备中。
然而，长期以来，齿轮齿端面开裂一直是引起齿轮失效的主要原因之一，严重影响着齿轮的使用寿命和传动效率。
因此，深入分析大型弧齿锥齿轮齿端面开裂的原因，对于提高齿轮的可靠性和使用寿命具有重要的意义。
2. 齿端面开裂的形成原因分析2.1 齿面载荷过大齿轮在工作过程中承受着不同方向的载荷作用，导致齿轮齿面受到极大的变形应力，从而产生齿端面开裂。
此外，过载、振动、冲击等外力因素也会对齿轮的使用寿命造成重大影响。
2.2 齿面加工质量不良齿轮的加工精度直接关系到齿轮的质量和使用寿命。
如果齿轮的加工精度不高，齿轮在工作过程中容易发生轴向移动、受到过载作用等现象，导致齿端面开裂现象的发生。
2.3 齿轮材料强度不足齿轮的材料强度不足也是引起齿端面开裂的一个重要原因。
如果齿轮的材料强度不够，那么在工作过程中，齿轮很容易发生塑性变形或者断裂等失效现象，从而导致齿端面开裂。
2.4 齿轮表面损伤齿轮表面的损伤包括裂痕、间隙、脆化等。
这些损伤会导致齿轮受到更大的应力集中，从而导致齿端面开裂的发生。
3. 防止齿端面开裂的措施3.1 加强齿面设计齿轮的设计应尽量减少应力集中和变形，防止齿轮齿端面开裂。
此外，齿轮的载荷、速度和温度等参数应该尽量控制在合理范围内，避免齿轮失效。
3.2 提高齿轮加工精度合理的加工精度可以减少齿轮在工作过程中的应力集中，从而降低齿端面开裂的风险。
同时，齿轮应经过严格的检验和测试，确保其质量稳定与可靠性。
大型弧齿锥齿轮齿端面开裂原因分析
大型弧齿锥齿轮齿端面开裂原因分析刘晓荣，周明春，张学春（北方重工沈矿集团热处理技术科，辽宁沈阳１１００４２）Ｃａｕｓｅａ腿ｌｙｓｉｓｏｆｃｒａｃｌ【ｉｎｇｆｒｏｍｅｎｄｐｌａｎｅｏｆｂｉｇｓｐｉｒａｌｂｅｖｅｌｇｅａｒＵＵＸｉａｏ－ｍｎｇ，ＺＨＯＵＭｉｎｇ—ｃｈｕｎ，ＺＨＡＮＧＸｕｅ－ｃｈｕｎ（Ｈｅａｔ’ＩｋａｔｍｅｎｔＴｅｃｈＩｌｉｃａＬｌＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＮｏｒｔｈｅｍＨｅａＶｙＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓＳｈｅｎｙａｎｇＭｉＩｌｉｎｇＭａｃｌｌｉｎｅｒｙＧｍｕｐ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ“ａｏｎｉｎｇ１１００４２，Ｃｈｉｎａ）中图分类号：ＴＧｌ６２．７３；ＴＧｌ５７文献标识码：Ｂ文章编号：０２５４＿６０５１（２∞８）０７删聊舵我公司为某厂生产的弧齿锥齿轮中的被动大齿的是裂纹和非金属夹杂物，见图３ａ。
图３ｂ是图３ａ箭轮，在硬切工序后，有一半的齿轮在齿的小端端面７００头所指部位的放大，可以清晰看到裂纹是从非金属夹锐角一侧出现掉碴（开裂）现象，掉碴尺寸约为１０ｍｍ杂物的尖角处产生并延伸和扩展的，还可看出大的裂×８ｍｍ×（１．５一Ｏ．５）ｍｍ，见图１。
该弧齿轮材料为纹中派生出小的裂纹。
２０ＣｒＭｎＭｏ钢，制造工艺路线为：锻造＿正火＿粗车一图４是掉碴断口扫描电镜形貌，显示出断口的脆调质一半精车铣齿＿渗碳、淬火及回火＿＋精车、磨内孑Ｌ性断裂特征，同时晶粒大小不均匀，出现了混晶。
图＿精铣齿（硬切）。
笔者对弧齿轮整个生产过程进行４ａ是沿晶断口的二次成像，图４ｂ是ａ的局部放大二了跟踪，通过宏观和微观组织观察、显微硬度检测，分次成像，可以看出断口形貌呈明显的冰糖状；图４ｃ是析了弧齿锥齿轮齿端面掉碴原因。
图４ｂ的局部放大三次电子像，更进一步表明了脆性断口及沿晶断裂。
２分析与讨论从图２断口的微观形貌和能谱分析可知，掉碴齿端面的黑色组织是纯碳（是渗碳气氛中的碳原子组成）而不是化合碳，因为它的硬度只有３８．５ＨＲｃ，如果是化合碳应该达到６０ＨＲＣ以上，况且经过三次抛光后已不复存在。
锥齿轮啮合条件
锥齿轮啮合条件锥齿轮是一种常见的传动装置，用于传递转矩和旋转运动。
在机械设备中，锥齿轮的啮合条件非常重要，它直接影响到传动系统的工作性能和寿命。
本文将从几个方面介绍锥齿轮的啮合条件。
锥齿轮的啮合条件包括啮合角和啮合线速度。
啮合角是指两个齿轮啮合点处的齿轮齿面相对于轴线的夹角。
在啮合过程中，齿轮齿面的啮合角应该适当，既不能太大，也不能太小。
如果啮合角太大，会导致齿面载荷不均匀，容易产生磨损和断齿的问题；如果啮合角太小，会使得齿轮齿面的接触区域减小，造成齿面磨损加剧。
因此，合理选择啮合角对于保证锥齿轮的正常工作至关重要。
啮合线速度是指齿轮啮合点处的线速度。
在锥齿轮传动中，由于齿轮的尺寸和齿数不同，啮合线速度也会有所差异。
为了保证锥齿轮的正常工作，啮合线速度应该相等。
如果啮合线速度不等，会导致齿轮齿面的接触不良，产生振动和噪音，并加剧齿面磨损。
因此，啮合线速度的一致性是保证锥齿轮传动正常运转的重要条件之一。
锥齿轮的啮合条件还包括齿轮的啮合精度和啮合间隙。
啮合精度是指齿轮齿面的加工精度和齿轮的装配精度。
在齿轮加工过程中，需要保证齿轮齿面的精度，确保齿面的几何形状和尺寸满足要求。
同时，在齿轮的装配过程中，要保证齿轮的啮合配合紧密，不得有过大或过小的啮合间隙。
只有在满足啮合精度和啮合间隙的条件下，锥齿轮才能正常工作，实现传动效果。
锥齿轮的啮合条件还与工作环境和工作负载有关。
在特殊工况下，如高速、高温、高负载等情况下，锥齿轮的啮合条件要求更加严格。
此时，需要采用更高强度的材料和更先进的加工工艺，以提高锥齿轮的工作性能和寿命。
锥齿轮的啮合条件是保证锥齿轮正常工作的重要保障。
合理选择啮合角和啮合线速度，保证齿轮的啮合精度和啮合间隙，同时考虑工作环境和工作负载，可以提高锥齿轮的工作效率和寿命。
在实际应用中，需要根据具体情况进行选择和调整，以确保锥齿轮的正常运转和可靠性。
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为进一步判断断裂机制．将２个断裂的齿面在 扫描电镜下观察，典型的断口形貌见图３。从齿轮的 受力情况分析，齿轮传递载荷时．齿根承受弯曲交变 应力。在超过材料疲劳极限的弯曲交变应力作用下 容易引起疲劳折断，所以齿轮的一般断裂应该是疲 劳断裂。但从图中可以看出，在低倍下，断口平整且
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ 实验方法
对断裂的齿分别编为１。和２。。对它们进行宏观 分析。采用扫描电镜进行齿面断口分析，用能谱分 析方法对断口上典型的区域进行成分分析。对断裂 后的齿面制样并进行金相组织观察。
２实验结果分析
２．１宏观分析 图ｌ为未损坏锥齿轮的宏观照片。图２为断裂
锥齿轮的宏观照片。由图２中断齿的侧面可以明显 看到月牙型的断裂面，侧面的宏观断口形貌较平整，
没有疲劳辉纹（疲劳条带），说明它不是疲劳断裂。在
（ａ）Ｉ。试样
：
高倍下。没有看到韧窝等塑性变形痕迹。同时也没有
看到河流花样或舌状花样等脆性断裂微观特征。此
外．从图中也可以观察到断１２１表面有大量颗粒状物
质。以上这些特征既不符合脆性断裂特征，也不符合 韧性断裂特征。造成这种断Ｌ１形貌的原因，将结合能
０Ｆｅ
收稿日期：２０１０４）４－２６ 作者简介：秦亮（１９８６－），男，湖南郴州人，硬士研究生，主要从事金属材
斟热处理研究：电话：１３４３８０７１６７７；
Ｅ—ｍａｉｌ：ｑｉｎｌｉａｎｇｌｉａｎｇｑｉｎ＠１２６．ｃ哪
图２断裂锥齿轮宏观照片 Ｆｉｇ．２ Ｒｕｐｔｕｒｅ ａｐｐｅａｒａｎｃｅｓ ｏｆ ｂｅｖｅｌ ｇｅａｒ
面。随后残存在断口上。 ２．４金相分析
图５为样品齿面的淬火层金相照片。可以看 出．淬火层组织为【口】火屈氏体＋索氏体。在齿面的中 部发现裂纹，该裂纹基本平行于齿轮的厚度方向。该 裂纹符合淬火时组织应力形成的裂纹特征。
３断裂原因分析
处理．发蓝液中的Ｃｌ、Ｓ和Ｏ等元素扩散到裂纹表
宏观观察町看ｍ．断裂街边缘处月牙利小端而
（２）对于齿轮，由于高频感应区加热速度及冷却 速度快，容易造成组织应力过大使得齿面产生裂纹。 建议厂家在感应淬火时，重新调整电参数、适当降低 加热速度，并改油冷为用２５１淬火介质冷却。减少组 织应力。
采用改进的感应淬火工艺后。厂家生产的齿轮 没有再次出现类似的情况。
参考文献：
【１１ 柬德林。工程材料力学性能［Ｍ】．北京：机械工业出版社， ２００６．
２０１０年１１月
的形貌与心部的形貌完全不同，说明两部分断裂机 理不同（由于齿面有裂纹。受力下裂纹扩展至心部， 心部发生塑变韧断，因此不平整。当裂纹足够大的时 候，齿轮迅速被撕裂，发生脆断，因此端部平整）。通 过扫描电镜观察，断口没有疲劳辉纹等疲劳断裂特 征．说明齿轮并不是在工作时由于负载而产生的疲 劳断裂。金相组织分析发现，在断裂齿面中部存在 裂纹．这条裂纹应该在齿轮使用之前就存在。通常， 断口处一定是主裂纹．它基本出现在齿轮根部受力 最大处。使用过程中。在外力作用下，主裂纹一定会 在应力作用下扩展，消耗大量能量，这就不可能又在 受力小的中部重新产生新裂纹。同时，裂纹特征符 合淬火时组织应力形成的裂纹特征。金相观察没有 出现脱碳现象也没有出现氧化皮．说明这不会是原 材料的裂纹。而且如果原材料表面有裂纹，那么经 过一系列加工后，裂纹会扩展，特别是经过高频淬火 后，齿轮会显著开裂。调质过程一般不会出现裂纹。 如果调质出现裂纹，那么在加工锥齿过程中，裂纹会 向多方向扩展，不会像观察到的这么有规律、一致， 并且在高频淬火后有可能显著开裂。这说明裂纹是 在齿面高频淬火过程中产生的。能谱分析表明，断 口表面存在Ｃｌ、Ｓ和Ｏ等元素。这是因为淬火裂纹 形成后在随后的发蓝过程中，发蓝液中的Ｃｌ、Ｓ和Ｏ 等元素扩散到裂纹表面，随后残存在断口上。同时由
【刳４ ｌ毒｝ｆ【】陇ｌ捋分移ｒＩ冬Ｉ Ｆｉｇ．４ ＥＰＳ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｓｕｒｆａｃｅ
纹，发黑处理液渗入裂纹并残留在断口表面。处理液 与断面金属发生化学反应。从而使得断口表面含有 大量颗粒状物质，同时改变了微观断口形貌。能谱 分析也证明了这种分析。
进一步分析，齿轮工作时采用油润滑，在裂纹存 在的情况下．由于毛细作用，油进入断面并残留在断 口上．所以表现ｆ｝｛碳含量高。至于存在ＣＩ、Ｓ和。等 元素．是因为齿轮制造过程的最后一步采用了发蓝
于裂纹存在，使润滑油也渗入裂纹中．在挤压作用下 残留在断口上，造成断口上的高碳现象。通过对断 裂面的宏观观察、扫描电镜观察、能谱分析和金相观 察结果可以得出，裂纹是高频淬火过程中产生的，不 是工作时产生的。
４结语与建议
（１）锥齿轮发生齿断裂的原因是在齿轮装车使 用前齿面上存在微裂纹，该裂纹是在高频淬火时由 于组织应力产生的。
（＆ｈｏｏｔ ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｗｅ坩ｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒａｃｔｕｒｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ５０Ｚ ｓｔｅｅｌ ｂｅｖｅｌ ｇｅａｒ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍａｃｒｏ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｅｎｅｒｇｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｓｉｓ，ＳＥＭ ａｎｄ ｍｅｔａｌｉｏｇｒａｐｈｙ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｏｆ ５０Ｚ ｓｔｅｅｌ ｂｅｖｅｌ ｇｅａｒ ｉｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｔｉｖｅ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ， ａｎｄ ｉｔ ｃａｕｓｅｓ ｔｉｎｙ ｃｒａｃｋ ｏｎ ｔｈｅ ｔｏｏｔｈ ｏｆｔｈｅ ｇｅａｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｂｒｅａｋｓ ｕｎｄｅｒ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｆｏｒｃｅ ａｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｒａｃｔｕｒｅ；ｆａｉｌｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｂｅｖｅｌ ｇｅａｒ；ｅｎｅｒｇｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｓｉｓ
Ｈ．？ａ．：，Ｘ１ １
。▲
谱分析结果进行解释。
２．３能谱分析
图４为断裂样品断口典型区域的能谱分析图
像。可以看到，断口存在Ｃｌ、Ｓ、Ｏ和Ｃ等元素，同时
碳含量相当高．正常情况下不会出现这种情况。根
据能谱分析结果，结合断口分析与加工工艺过程分
析如下：由于在制造齿轮过程中．高频淬火后采用了 发黑处理。可以认为由于高频淬火过程中产生了裂
网５高频淬火处朋后衔尖表ｆｆ｝『组织 Ｆｉｇ．５ Ｓｕｒｆａｃｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｏｆ ｂｅｖｅｌ ｇｅａｒ ａｔｉｅｒ ｈｉｇｈ·ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ
《热加工工艺》２０１０年第３９卷第２２期
万方数据
１９７
材料热处理技术｜Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
随着振动移动。对挡片产生轴向顶撞力。滚柱与衬套 位置，造成应力集中。建议挡片只在中心位置开一
之间存在间隙，振动可能造成滚柱轴向顶撞力偏析。
个孔。
２．４组合件配合不当
（３）滚柱轴向顶撞力及滚柱轴向顶撞力偏斜。
挡片（表面硬度５７～６０ ＨＲＣ。心部硬度２８～
造成挡片偏磨，形成应力集中。建议增加配重动平衡
【２】 祝国华，战祥丽．零件热处理裂纹的分析与对策［Ｊ】．机械工 人，２００４，（８）：４９．５０．
【３】 郑周。崔国栋，高国庆．汽车连接杆的实效分０ｆ［．ｑ．热加工工 艺，２００９，３８０９）：１４９．１５１．田
（上接第１９５页）此方法只能检查配重重心是否在轴 体抗疲劳强度。建议热处理时减少挡片心部和表面
关键词：断裂；失效分析；锥齿轮；能谱分析
中图分类号：ＴＧｌ６２．７３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１．３８１４（２０１０）２２—０１９６—０３
Ｆｒａｃｔｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ＯＨ ５０Ｚ Ｓｔｅｅｌ Ｂｅｖｅｌ Ｇｅａｒ Ｑ斟Ｌｉａｎｇ，ＧＡＯ Ｇｕｏｑｉｎｇ，ＤＵ Ｗｅｉｊｕａｎ，ＹＡＮＧ Ｃｈｕａｎ
３０ ＨＲＣ）孔部位在卡圈（硬度５０ ＨＲＣ）与滚柱（６０ＨＲＣ） 检测，确保配重重心在配重中心。
的剪切面位置．造成应力集中。挡片与滚柱配合面
上出现磨损，磨损部位应力集中，形成裂纹源或促进 参考文献：
腐蚀。
【１】Ｌｙｃｏｍｉｎｇ发动机公司．Ｌｙｅｏｍｉｎｇ发动机翻修手册【ｚ】．美
３ 结语及改进建议
国：Ｌｙｅｏｍｉｎｇ发动机公司．２００９． 【２】 机械工业职业技能鉴定指导中心．中级机修钳工技术【Ｍ】．
１９６
万方数据
Ｈｏｔ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２０ １ ０，Ｖ０１．３９，Ｎｏ．２２
下半月出版
Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ９材料热处理技术
图３断裂样ｆ１捕断ｎ分析 Ｆｉｇ．３ ＳＥＭ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｓｕｒｆａｃｅ（ｓａｍｐｌｅ ２勺
（１）挡片心部硬度低、表层硬度高，受外力时容ｆ３】辈嘉善攘糍睾誓蕊薹巍川Ｊ】．中国橡胶，
易在表层萌生脆性裂纹。心部硬度低，降低了挡片整
２００９，１６：３３．３７．田
１９８
万方数据
Ｈｏｔ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２０ １ ０，Ｖ０１．３９，Ｎｏ．２２
某厂为汽车制造公司生产一批锥形齿轮。用户 发现该厂生产的锥齿轮在汽车试车时发生掉齿现 象。齿轮生产厂将本次生产的未发给用户的齿轮进 行萤光探伤．发现齿尖也有圆弧状裂纹，裂纹率有 １０％左右。要求对此批锥齿轮断裂的原因进行分析。 厂方曾对断裂锥齿成分进行测定，符合标准要求。
锥齿轮采用５０Ｚ钢制造，制造工艺如下：粗车 外形一调质（２３＂一２８ＨＲＣ）一精车一加工锥齿一热处 理（齿面高频淬火＋回火３７～４４ＨＲＣ）一发黑处理一 成品。
线上。对配重重心是否在配重的中心无法检测。如 硬度差，严格控制挡片热处理质量。