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变速箱直齿轮副表面失效机理分析与试验

摘 要:某闭式变速箱研发测试过程中，变档直齿轮副产生表面接触疲劳剥落现象。分析实际工况，通过解析解方法和有限元模拟方法理论计算轮齿齿面接触应力，在金相显微镜下观看主轴失效齿轮表面浅层疲劳剥落特征，用洛氏硬度计测量主副轴齿轮硬度。结果表明：理论设计强度满足正常载荷工作性能要求；主轴齿轮表面硬度不足、渗碳淬火层深度不足，副轴齿轮表面不平，在大载荷、高摩擦频率、混合摩擦状态下，由于较高微凸体的直接接触，导致摩擦副在相互作用下引起失效。根据齿轮表面疲劳失效原因提出改善措施，重制后的齿轮在台架上重复上一次工况试验，未见任何疲劳失效现象，验证机理分析结果及改进措施合理，相关方法可为其它齿轮失效现象机理分析及措施改善提供参考。

关键词：直齿轮；摩擦磨损；表面疲劳失效；金相分析；硬度测试

参 考 文 献：

[1]  郭志德，邵尔玉.齿轮的失效分析[M].北京：机械工业出版社，1992.

[2]  Bergseth E, Sjöberg S，Björklund S． Influence of real surface topography on the contact area ratio in differently manufactured spur gears［J］. Tribol Int，2012( 56) : 72-80．

[3]  Sjöberg S，Bjorklund S，Olofsson U． The influence of manufacturing method on the running-in of gears［J］． Proc Inst Mech Eng Part J J Eng Tribol，2011( 225) : 999-1012．