覃万龙
工作单位：柳工柳州传动件有限公司 邮编：545000
【摘要】 首先从宏观分析和微观分析和工艺调查和组织观察三方面对变速箱高速齿轮断齿失效进行了分析，接着针对齿轮断齿失效进行了相关的讨论，最后提出了相关的改进措施和建议，根据实际情况为同行业人员提供一定的价值参考。
【关键词】变速箱；齿轮断齿
1.引言
齿轮是变速箱中传递动力的重要零件之一。在运转过程中齿轮齿面承受接触应力，齿根承受弯曲应力，常见的失效形式 是齿面点蚀和轮齿折断，因此需保证齿轮的接触和弯曲疲劳强度。而齿轮的强度与其制造工艺、微观组织、热处理工艺等密切相关。渗碳淬火是汽车齿轮常用的热处理工艺，磨齿是热处理后保证齿轮精度的精加工工序，在复杂的工艺过程中可能产生各种类型的缺陷，这些缺陷会降低齿轮的强度，从而导致齿轮疲劳失效。
2.变速箱齿轮断齿失效的分析
2.1宏观分析
在实际情况中，如果某种机械的底盘连续发生打起事故，它的失效形式可能是以齿轮主动卡齿为主，这样的话，会使得被动齿轮是根据主动齿轮来进行一定环节功能性的失效。一般情况下失效部件行驶里程数大概为1300米左右。而在具体的工作中，个别小齿轮由于顶端磨损严重甚至剥落情况的出现，这样会进一步磨损具体的施工的机械设备，也比较容易造成整个底盘中的齿轮折断现象。根据不完全统计，我国大量的齿轮机械故障是因为在恶劣的环境中，轮胎进行倒车造成的齿轮刮擦现象而导致出现的卡机故障。现已证实，车桥齿轮打卡打是在具体的表面交互接触力的作用下根据具体的相关顺序进行的齿轮波动，但与此同时，机械的表面会产生一定的裂纹，最终导致齿轮表层材料发生磨损和剥落现象，进一步出现整个齿轮的折断或者是崩溃现象。
2.2微观分析
针对容易发生故障的齿轮进行微观分析，主要考虑金相组织观察与分析、硬度检测、材料成分检测和断口分析。微观分析主要考虑失效位置，隐晶马氏体、残余奥氏体、针状马氏体、低碳马氏体组织、游离铁素体组织与细小颗粒状碳化物成分。硬度检测一般主要采用洛氏硬度测试和维氏硬度分析法，给出不同位置的硬度梯度检测数据，在一定程度上为齿轮的设计提供数据参考。
2.3工艺调查和组织观察
在以主动齿轮和被动齿轮为核心展开调查工艺研究过程中，主要是在实践中处理技艺辅助下实施的分析。通常，热处理步骤主要包括了清洗、氧化作用和锻造等方面。主要是以国家通用技术标准为依据和参照，以此实现的对齿轮各技术的把控。同时，还要以相应技术为手段，对锻造前的齿轮记忆技术和使用效能实施检测和分析。在锻造后，要由专业检测人员来对产品进行质量检验，并从中淘汰和处理不合格产品。而对于经过检测的合格产品来讲，要注重对其的保护、研究与应用，这样既可以为后续合格产品加工提供重要参考，又能够重复性工作，有助于整体齿轮使用期限和效能以及施工的同步发展。
3.变速箱齿轮断齿失效的讨论及分析原因
3.1通过分析变速箱高速齿轮断齿失效可以总结出齿轮的化学成分，主要是在微观金属夹杂物检测运用下判断其是否合格来进行判定。如果判定的齿轮失效性严重，则需要交由专业检测人员对其开展检测和评估工作，并在结合实际情况的基础上实施问题研究，并对社会齿轮技艺进行针对性地升级与改造。
此外，还需要有专人来负责化学成分分析工作，这也是机械化操作运作规范性提升的重要基础与前提。
3.2马氏体加贝氏体加铁素体是齿轮的组织，对于实际当中的组织元素来讲，其如果低于4.0以下则被视为不合格。这种齿轮不仅硬度较低，而且游离的铁素体也相对较少。此外，齿轮塑性变形是工程机械承载程度的主要影响因素，这样会引发形变状态的发生，进而导致了齿轮的失效。如果对此类情况未给予高度重视，则会引发不可估量的后果和损失。
3.3在实际的工作中，齿轮断齿的裂纹缘主要是萌生于齿根部位这种，齿轮部位的存在力度较小，如果进一步的锻炼则会产生整个系统的材料达到一定的极限。如果裂纹进一步的完善和扩展，则会导致齿轮断齿。综合分析，齿轮如果一次性承载数量过大则比较容易发生断裂现象，而这种断裂现象的原因，有可能是因为齿轮的材料较为劣质加上承载力过大两种因素共同产生的。在实际的工作过程之中，齿轮技术的承载力度需要进一步降低，外来物重量过大时采取相应的齿轮进行配置，这样的话可以进一步增强对于齿轮加工的调节性以及偏差性，改进齿轮的磨合和异常震动情况。
3.4在具体的工艺过程中，造成齿轮失效性的重要原因最主要的是取决于钢筋中的魏氏组织，这种组织在实际的功能性拉伸作用中主要是由于含碳量温度等大小而形成的。魏氏组织对于材料的性能影响很大，其片状的组织形态会割裂钢筋的主要机体，进一步降低整个钢的柔韧度，在拉伸实验中又会阻碍具体的实验进行，从而导致整体的延伸率降低，很难对其进行相应的分析。不仅如此，由于其是因为过大的温度差形成的，具有一定的内应力感应条件，因此在具体的施工工以齿轮失效同时，如果发生这种情况会直接导致齿轮上的动力进一步减小，严重时可能会下降到平均水平，出现严重形变现象。
4.变速箱齿轮断齿失效的改进措施与建议
为了更好地研究变速箱高速齿轮的断齿失效问题，我们建议可以对高速齿轮的材料属性、承载机理、工作状态进行监控，进行宏观和微观分析，对数据进行计算、剖析，对故障及时发现，并及时进行处理，以保变速箱正常工作，建立变速箱高速齿轮故障诊断系统等，最大程度上避免失效事件的发生，避免出现重大安全事故。
在实际的工作中必须要进一步加强和锻造齿轮工艺的技术质量手段，降低锻造过程中出现的非金属夹杂物的含量。除此之外，还需要根据相应的齿轮技术材料和外形情况选择合适的热处理工艺，确保整个齿轮的硬度质量过关，还能够满足国家规定的技术要求，减少在实际使用中齿轮发生形变的可能性。不仅如此，在实际的齿轮变速箱进行定期保养和维护时，还需要积极的对其进行一定的检测，及时更新加大齿轮的保护，延长使用寿命。
5.结语
现阶段工程机械中，零件失效是较为普遍的现象，机械零件的失效与多种因素有关，一般情况下多为微观组织、加工工艺、使用工况等。而受到实际工作中不同机械微组织加工工艺和机械热处理制度功能手续不同的影响，使得针对特定问题的具体解决措施存在明显的差异，需要立足于实际情况来开展关于变速箱高速齿轮失效性的分析，并在结合实际情况的基础上选择切实可行的应对方案，从而使零件失效问题得到充分的解决，以此达到控制产品质量的目的，另外，对机械零件进行产品质量的控制管理是非常重要的。要改进工艺，对失效工件进行分析研究，以此来保证设备的正常运行。这对于客户信任度的提升也具有积极意义。
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