某重型载货汽车变速器齿轮失效分析

为解决某重型载货汽车变速器开发试制阶段副箱齿轮失效的问题,采用化学分析、机械性能检验分析、齿面分析、断口分析、电镜和能谱分析等方法,对副箱齿轮进行失效分析。分析结果表明,副箱被动齿轮的开裂性质为典型的疲劳开裂,疲劳源位于次表面夹杂物聚集区。导致该齿轮疲劳断裂的原因主要是齿轮偏载、齿顶齿根干涉以及轮齿次表面有夹杂物。     

某乘用车手动变速器齿轮失效分析

为解决某乘用车手动变速器开发试制阶段台架试验中倒挡惰轮断齿失效的问题,先后采用元素含量检测分析、热处理质量检验分析、断口分析、齿轮啮合区分析、扫描电镜检测及能谱分析等方法,对失效的倒挡惰轮进行失效分析。分析结果表明,该倒挡惰轮的失效形式是一种典型的剪切疲劳开裂,断口裂纹的疲劳源位于偏载齿面节圆部位次表面的夹杂物聚集区。导致该齿轮剪切疲劳断裂的原因主要是轮齿次表面有夹杂物、载荷过大以及齿轮偏载。     

汽车转向机小齿轮断齿失效分析

针对转向机横向加载试验中小齿轮发生断齿失效,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱分析和维氏硬度测试等方法对小齿轮断齿原因进行分析。结果表明:齿根表面软化点及软化区域的存在是导致齿轮过载断裂的主要原因。其次,较大量的硫化物夹杂是导致齿轮断齿的另一个主要原因。     

某手动变速器输出轴断齿问题改进策略

针对某款手动变速器台架试验过程出现输出轴齿轮断齿问题,采用宏观形貌检测、断口检测、金相组织检测、硬度及硬化层检测、化学成分检测等方法对断齿原因进行分析。分析结果表明:输出轴齿根部马氏体组织级别超标、表层硬度偏高,使其脆性增大,当齿根受到较大冲击载荷作用时,使其轮齿发生断裂。通过新一轮优化样件制作及台架试验验证,成功解决断齿问题。     

强化喷丸对渗碳齿轮表面接触疲劳裂纹形成与扩展的影响

导致渗碳齿轮接触疲劳裂纹形成与扩展的动力参数是齿轮次表面所受的最大切应力τmax与其表面硬度的比值,减小该比值可延缓齿轮表面接触疲劳裂纹形成与扩展过程,提高齿轮疲劳寿命.分析了强化喷丸工艺对渗碳齿轮次表面所受τmax和表面硬度的影响,通过强力喷丸引入的冷作硬化可使渗碳齿轮表面硬度明显提高;引入的高残余压应力可使渗碳件次表面所受的τmax显著减小.试验表明,齿轮渗碳后再按最佳工艺进行强化喷丸后,可显著提高齿轮表面的疲劳强度.     

齿轮根部过油孔对齿轮弯曲疲劳寿命影响分析

为了计算轮齿根部过油孔对齿轮轮齿强度的影响,利用有限元方法计算齿轮根部过油孔处的应力,并与无过油孔齿根应力进行对比得出过油孔应力集中系数。同时,将此应力集中系数代入齿轮弯曲疲劳寿命曲线,得出有过油孔齿根疲劳寿命,与无过油孔齿轮相比,寿命明显减小,齿轮损伤明显增大。计算结果与疲劳试验吻合较好。     

变速器换挡异响原因分析

某公司轻型载货汽车在山路试验阶段,变速器2挡增3挡或4挡减3挡时均有异响。对变速器进行拆解,通过对变速器内磨损零件和断裂零件进行宏观和微观分析,结果表明变速器由于机构运行不稳,在回转性侧向推力作用下,造成卡簧先于止推垫片疲劳断裂,使3挡齿轮和同步器之间间隙变大,服役过程中同步器内锥发生窜动和外锥发生磨损,内锥凸块完全失效,摩擦力不足导致挂挡困难,出现异响。     

变速器齿轮定位挡圈断裂原因分析及改进

针对某轿车变速器台架疲劳试验中出现的4挡齿轮定位挡圈断裂的问题,利用有限元方法、疲劳分析技术及理化检验手段分析了其产生断裂的原因。在此基础上提出了2种改进设计方案,并通过计算进行了优选。试验结果表明,采用优选改进方案的挡圈的疲劳寿命满足要求,未出现断裂问题。     

TEREX3311E矿用汽车轮边减速器NGW行星轮系内齿圈断裂失效分析及预防措施

通过对内齿圈的断裂进行系统的分析表明,内齿圈断裂失效的主要原因是由于齿根部位没有硬化层。造成齿根部位疲劳抗力不足而疲劳断裂。     

商用车变速器中间轴齿轮早期失效分析

某商用车变速器在台架试验中多次发生副箱中间轴齿轮早期失效,为解决失效问题,对失效中间轴进行了电镜、硬度、硬化层深度、表面残余应力、金相组织等检验,对其失效特征和失效模式进行详细的研究。分析结果表明,中间轴齿轮发生的早期失效为拉伤和剥落,引发失效的主要原因为中间轴齿轮分度圆和齿根圆角之间区域存在磨削烧伤,磨削烧伤造成齿面磨削退火和二次淬火,诱发中间轴齿轮齿面早期失效。根据该分析结果指导中间轴齿轮磨削工艺改进,避免齿面磨削烧伤发生,解决中间轴齿轮早期失效问题。     

变速器齿轮接触疲劳强度分析

基于ANSYS对变速器各档啮合齿轮进行瞬态动力学分析,再结合齿轮接触理论和疲劳损伤累积理论,求得各档齿轮的接触应力大小和疲劳寿命曲线。从所求结果看出,二档和三挡齿轮啮合时接触应力不大,小于齿轮的许用接触应力,且疲劳寿命较高,满足设计要求;一档和四挡齿轮啮合时的接触应力大于了齿轮的许用接触应力,且疲劳寿命较低,不能满足设计要求。基于以上原因,利用齿向和齿廓相结合的轮齿修形方法,对一档和四挡齿轮进行了轮齿修形,从最终求得结果来看,两组啮合齿轮的接触应力均大幅度降低,同时疲劳寿命得到了提高,轮齿修形达到了很好的效果。     

汽车齿轮失效形式及原因分析(上)

齿轮是通过齿面的接触来传递动力、改变运转速度或方向的。两齿面在相对运动中既有滚动又有滑动。因此齿面接触处受到压力和摩擦力的作用,而齿根部则受到弯曲力矩的作用。故而齿轮在运转时势必引起受力部位宏观或微观几何上以及金属物理状态上的复杂变化。对要求体积小、传递动力大和速度高的齿轮,例如汽车变速箱和驱动桥齿轮,大都采用低碳合金钢经表面硬化处理以保证高的强度和冲击韧性,高的耐疲劳性能和耐磨性。目前国内外汽车齿轮仍以渗碳淬火法为主以达到上述要求。     

基于有限元的中间轴开裂原因分析及改进对策

为解决某变速器疲劳试验时中间轴半圆键键槽尖角处出现裂纹甚至断轴的问题,按照变速器输入扭矩、二挡速比及中间轴和二挡齿轮的设计参数,计算了变速器二挡中间轴的扭矩分配,发现扭矩主要依靠半圆键进行传递,采用有限元分析结合应变试验的方法评价了变速器二挡中间轴的应力水平,确定了中间轴开裂的主要原因为键槽尖角处应力集中,并最终提出了取消半圆键、轴和齿轮完全依靠过盈配合进行连接的改进措施。     

变速器从动齿轮疲劳开裂分析

为确定某轻型变速器从动齿轮早期疲劳开裂的原因,对开裂齿轮进行了断口宏观分析、焊缝熔深的测量、金相组织和硬度检验。在理化试验的基础上,结合微观断口形貌和断裂机制对从动齿轮疲劳开裂的原因进行了分析。结果表明,疲劳开裂起源于电子束焊接焊缝的边缘,为多源性扭转正应力疲劳开裂,后续转化成为齿轮轮毂的疲劳开裂;导致疲劳开裂的原因是焊缝的熔深不足,而焊缝熔深不足则与电子束倾斜偏离接合缝有关。     

某电动轻卡转向节臂断裂失效分析及优化

文章就某电动轻卡转向节臂出现断裂问题,通过材质、力学性能检测及CAE结构强度分析,得出断裂主要原因在于节臂转弯处薄弱,发生疲劳断裂;对薄弱处进行加强优化,表面进行喷丸强化处理,疲劳寿命得到极大提升。经过疲劳试验及可靠性路试验证,优化措施切实有效。     

摩托车变速齿轮热处理技术与检测

渗碳淬火的齿轮表面硬度应控制在ＨＲＣ７８￣８３范围内，齿面硬度的测定应以齿面和齿根为准；轮齿心部硬度过高或过低都将影响轮齿的抗弯强度，一般要求心部硬度为ＨＲＣ２５￣４０；有效硬化层深法可比较直观地反映出轮齿表面强化情况、材料硬化性能和渗碳淬火工艺品质情况，由于摩托车变速齿轮形体小，易采用低负荷显微硬度值来测定有效硬化层深为好。     

基于Radioss的变速器倒挡齿轮动态有限元分析

为研究变速器倒挡齿轮的疲劳失效,针对某变速器倒挡齿轮进行了动态有限元分析。建立变速器倒挡齿轮的有限元模型,分析倒挡齿轮工作特性,确定了齿轮约束和加载方式,利用Radioss求解器计算倒挡齿轮啮合过程的接触应力,得到任意时刻的接触应力及最大接触应力所在位置,同时进行了接触应力的理论计算。研究表明,倒挡齿轮间的接触应力远小于材料的接触疲劳极限,倒挡齿轮接触强度符合设计要求。     

某锻造零件断裂的失效分析及改进

在某锻造零件的开发过程中进行耐久性试验时发生了断裂问题。经分析发现断裂模式为表面多点起裂的扭转疲劳断裂,主要原因是:锻造流线的不连续和表面开口的缺陷,易导致疲劳断裂;过渡角处的材质未经表面硬化处理,其疲劳强度较低。基于分析结论,结合零件实际情况,提出了易于实施、几乎不提高成本的解决措施:对过渡角处进行表面淬火硬化,不但能提高此处的疲劳抗力,也可改善流线缺陷。针对本案例涉及的锻造流线缺陷问题,还提供了控制及检验参考方法,以及改善措施。     

汽车齿轮失效形式及原因分析(下)

一、接触疲劳 (一)… (二)… (三)压溃压溃发生在硬化层与心部的交界处——即过渡部分上。由于心部硬度过低(例如载货汽车齿轮心部硬度小于HRC30时),常常是造成压溃的因素。该部分最先产生塑性变形,使表面硬化层承载能力下降,支持不住外来压力而成压溃式的损坏。图14为压溃损坏的典型例子。50t矿用车后桥齿轮轮齿心部硬度只有HRC25,显然是不够的。由图看到,剥落底部有倾斜台阶,塑性变形严重。渗层上的裂纹都垂直于表面,硬化层有明显的凹陷现象。     

磨托车发动机曲轴断裂事故分析

某型发动机曲轴在服役中发生断裂事故。因事故发生在该发动机服役中早期,且该机型属较成熟机型,分析其原因并找到解决办法,对避免其它品种发动机发生类似问题有着积极的现实意义。一、断裂曲轴的外观分析曲轴材料为40Cr,高频淬火、回火。其断裂位置靠近曲轴颈部,断裂纹呈抛物线状。观察曲轴断裂区域发现曲轴颈与曲臂位置表面粗糙度较高,光洁度差,裂纹周围有黑色斑点,用手触摸有凸凹感。曲轴断口处疲劳断裂特征突出。裂纹(疲劳