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。
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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】．
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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
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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。