理论教育 分析开裂齿轮的断口原因

分析开裂齿轮的断口原因

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:宏观分析 开裂齿轮形态及齿面上裂纹的分布形态如图8-9所示。齿圈材料为ZG340-640,加工后热压套装在齿箍上。一对齿轮中的一个发生齿面开裂,另一齿轮未发现开裂情况。齿轮开裂已穿透整个齿轮圈,裂纹最大张开宽度约5mm。当A裂纹快速扩展穿透整个齿面时,齿间拟合状态破坏,与断齿相邻的两个齿面在传动过程中被挤压开裂。图8-10 断口宏观特征图8-11 齿根开裂源区形貌图8-12 断面上大晶粒开裂的形貌

分析开裂齿轮的断口原因

(1)宏观分析 开裂齿轮形态及齿面上裂纹的分布形态如图8-9所示。齿圈材料为ZG340-640(ZG45),加工后热压套装在齿箍上。一对齿轮中的一个发生齿面开裂,另一齿轮未发现开裂情况。齿轮开裂已穿透整个齿轮圈,裂纹最大张开宽度约5mm。齿面裂纹有A、B、C三条,从裂纹尺寸和分布情况,可确定A裂纹为主裂纹。当A裂纹快速扩展穿透整个齿面时,齿间拟合状态破坏,与断齿相邻的两个齿面在传动过程中被挤压开裂。为了确定齿轮开裂的性质,将开裂齿轮打开,得到的齿轮开裂面形态,如图8-10所示。

(2)微观分析 断口疲劳开裂区的微观形貌如图8-11~图8-14所示。图8-11所示为齿根开裂源区形貌,断面呈现枯木状断裂形态,其上有许多块状碎裂的夹杂物和二次裂纹;图8-12所示断面上难以观察到明显的疲劳断裂形成的疲劳条痕,只在局部晶粒上有类似于疲劳条痕的断裂形态;由图8-13所示的二次裂纹形貌可以观察到,裂纹内有较多的碎块状夹杂物,两侧晶粒有明显的摩擦痕迹;图8-14所示开裂面边缘也有明显的磨损挤压形态,局部的微孔深、孔口小,属于夹杂物脱落导致。

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图8-10 断口宏观特征

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图8-11 齿根开裂源区形貌

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图8-12 断面上大晶粒开裂的形貌

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