變速箱高速齒輪斷齒失效分析

孫恒

南京高精齒輪集團(tuán)有限公司 江蘇 南京 210000

1.前言

零件失效是我國(guó)現(xiàn)階段的工程機(jī)械中的一個(gè)比較常見(jiàn)的問(wèn)題。在實(shí)際的工作中主要可能因?yàn)椴煌臋C(jī)械微組織加工工藝以及機(jī)械熱處理制度功能的手續(xù)不一致，導(dǎo)致具體問(wèn)題的具體解決措施不一致。因此要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)于變速箱高速齒輪失效性進(jìn)行詳細(xì)分析，根據(jù)實(shí)際情況提出預(yù)備選擇方案，合理的解決零件的失效問(wèn)題，這樣才能進(jìn)一步控制產(chǎn)品的質(zhì)量，增加對(duì)于客戶的信賴(lài)程度。

2.失效分析

2.1 宏觀分析

在實(shí)際情況中，如果某種機(jī)械的底盤(pán)連續(xù)發(fā)生打起事故，它的失效形式可能是以齒輪主動(dòng)卡齒為主，這樣的話，會(huì)使得被動(dòng)齒輪是根據(jù)主動(dòng)齒輪來(lái)進(jìn)行一定環(huán)節(jié)功能性的失效。一般情況下失效部件行駛里程數(shù)大概為1300米左右。而在具體的工作中，個(gè)別小齒輪由于頂端磨損嚴(yán)重甚至剝落情況的出現(xiàn)，這樣會(huì)進(jìn)一步磨損具體的施工的機(jī)械設(shè)備，也比較容易造成整個(gè)底盤(pán)中的齒輪折斷現(xiàn)象。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大量的齒輪機(jī)械故障是因?yàn)樵趷毫拥沫h(huán)境中，輪胎進(jìn)行倒車(chē)造成的齒輪刮擦現(xiàn)象而導(dǎo)致出現(xiàn)的卡機(jī)故障?，F(xiàn)已證實(shí)，車(chē)橋齒輪打卡打是在具體的表面交互接觸力的作用下根據(jù)具體的相關(guān)順序進(jìn)行的齒輪波動(dòng)，但與此同時(shí)，機(jī)械的表面會(huì)產(chǎn)生一定的裂紋，最終導(dǎo)致齒輪表層材料發(fā)生磨損和剝落現(xiàn)象，進(jìn)一步出現(xiàn)整個(gè)齒輪的折斷或者是崩潰現(xiàn)象。

2.2 工藝調(diào)查和組織觀察。

在對(duì)主動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪進(jìn)行調(diào)查工藝研究時(shí)，主要是根據(jù)實(shí)際中的一些處理技藝來(lái)進(jìn)行分析，熱處理中的步驟主要有以下幾個(gè)方面：清洗、氧化作用以及鍛造等流程。主要是按照國(guó)家的通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)齒輪的各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，采用相應(yīng)的技術(shù)，在進(jìn)行鍛造使用之前還要對(duì)于齒輪的技藝技術(shù)和使用效能進(jìn)行檢測(cè)和分析。在用工藝進(jìn)行鍛造之后，需要聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的人員來(lái)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的檢測(cè)，對(duì)于不合格的產(chǎn)品，積極處理和淘汰；對(duì)于合格的產(chǎn)品進(jìn)行保護(hù)分析和運(yùn)用，這樣的話，可以進(jìn)一步保證在具體的工作中都采用合格的產(chǎn)品，這樣不會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的工作發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)漏洞，也不會(huì)增加具體工作中的工藝修復(fù)內(nèi)容，減少大量的重復(fù)性工作，可以提升整體的齒輪使用的期限和效能以及施工的有效性發(fā)展。

3.討論與分析

（1）在實(shí)際的齒輪失效性研究中，我們發(fā)現(xiàn)齒輪的化學(xué)成分，主要是通過(guò)一些微觀金屬夾雜物的檢測(cè)是否合格，來(lái)進(jìn)行判定的。這種情況下，如果齒輪實(shí)效性嚴(yán)重的話必須選擇專(zhuān)業(yè)的人員對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估，根據(jù)實(shí)際情況完成主要的問(wèn)題研究，改進(jìn)整個(gè)社會(huì)的齒輪技藝的升級(jí)改造，選擇合適的人員進(jìn)行化學(xué)成分的分析及研究，進(jìn)一步改進(jìn)機(jī)械化的操作運(yùn)作。

（2）齒輪的組織為馬氏體加貝氏體加鐵素體，如果具體的情況的組織元素一般在4.0以下為不合格，這種齒輪表面硬度較低，不存在著很多游離的鐵素體。不僅如此，齒輪的塑性變形總是會(huì)影響到整個(gè)工程機(jī)械的承載力度，這樣的話會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)一定的形變狀態(tài)進(jìn)一步造成齒輪的失效。這種情況如果不及時(shí)處理，則會(huì)產(chǎn)生很?chē)?yán)重的后果。

（3）在實(shí)際的工作中，齒輪斷齒的裂紋緣主要是萌生于齒根部位這種，齒輪部位的存在力度較小，如果進(jìn)一步的鍛煉則會(huì)產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)的材料達(dá)到一定的極限。如果裂紋進(jìn)一步的完善和擴(kuò)展，則會(huì)導(dǎo)致齒輪斷齒。綜合分析，齒輪如果一次性承載數(shù)量過(guò)大則比較容易發(fā)生斷裂現(xiàn)象，而這種斷裂現(xiàn)象的原因，有可能是因?yàn)辇X輪的材料較為劣質(zhì)加上承載力過(guò)大兩種因素共同產(chǎn)生的。在實(shí)際的工作過(guò)程之中，齒輪技術(shù)的承載力度需要進(jìn)一步降低，外來(lái)物重量過(guò)大時(shí)采取相應(yīng)的齒輪進(jìn)行配置，這樣的話可以進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)于齒輪加工的調(diào)節(jié)性以及偏差性，改進(jìn)齒輪的磨合和異常震動(dòng)情況。

（4）在具體的工藝過(guò)程中，造成齒輪失效性的重要原因最主要的是取決于鋼筋中的魏氏組織，這種組織在實(shí)際的功能性拉伸作用中主要是由于含碳量溫度等大小而形成的。魏氏組織對(duì)于材料的性能影響很大，其片狀的組織形態(tài)會(huì)割裂鋼筋的主要機(jī)體，進(jìn)一步降低整個(gè)鋼的柔韌度，在拉伸實(shí)驗(yàn)中又會(huì)阻礙具體的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，從而導(dǎo)致整體的延伸率降低，很難對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的分析。不僅如此，由于其是因?yàn)檫^(guò)大的溫度差形成的，具有一定的內(nèi)應(yīng)力感應(yīng)條件，因此在具體的施工工以齒輪失效同時(shí)，如果發(fā)生這種情況會(huì)直接導(dǎo)致齒輪上的動(dòng)力進(jìn)一步減小，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)下降到平均水平，出現(xiàn)嚴(yán)重形變現(xiàn)象。

4.改進(jìn)措施與建議

在實(shí)際的工作中必須要進(jìn)一步加強(qiáng)和鍛造齒輪工藝的技術(shù)質(zhì)量手段，降低鍛造過(guò)程中出現(xiàn)的非金屬夾雜物的含量。除此之外，還需要根據(jù)相應(yīng)的齒輪技術(shù)材料和外形情況選擇合適的熱處理工藝，確保整個(gè)齒輪的硬度質(zhì)量過(guò)關(guān)，還能夠滿足國(guó)家規(guī)定的技術(shù)要求，減少在實(shí)際使用中齒輪發(fā)生形變的可能性。不僅如此，在實(shí)際的齒輪變速箱進(jìn)行定期保養(yǎng)和維護(hù)時(shí)，還需要積極的對(duì)其進(jìn)行一定的檢測(cè)，及時(shí)更新加大齒輪的保護(hù)，延長(zhǎng)使用壽命。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于本次工程設(shè)計(jì)的齒輪變速箱失效情況，主要是得出了以下結(jié)論和相應(yīng)的支付對(duì)策。具體來(lái)看，我國(guó)的齒輪斷裂失效，大多數(shù)是屬于脆性斷裂，是由于在鍛造時(shí)對(duì)于相應(yīng)的熱處理工藝處置不當(dāng)而導(dǎo)致的最基本的魏氏組織斷裂，這種魏氏組織會(huì)進(jìn)一步降低實(shí)際工藝中的整體工藝強(qiáng)度與韌性，也會(huì)對(duì)工藝的品質(zhì)和氧化工藝造成很?chē)?yán)重的影響。因此必須要從實(shí)際出發(fā)，避免這種不良后果的出現(xiàn)，加強(qiáng)對(duì)于相關(guān)材料的檢測(cè)。