陈遥飞



减速机齿轮轴断裂失效的成因探讨

陈遥飞

（天津津航技术物理研究所，天津 300308）

针对某型号减速机在使用初期出现的大批量输入轴断裂问题，逐一探讨了材料力学与理化性质、断裂轴金相组织、装配工艺、热处理工艺等对其断裂失效的影响，发现热处理工艺流程产生的硬度梯度过大是齿轮轴断裂失效的原因.

齿轮轴断裂失效；热处理；硬度梯度

某公司生产棕榈油用减速机在设备投入使用较短的时间内甚至在交付试车阶段即相继出现了大量输入轴断裂失效的情况. 该齿轮箱服役时间短，出现断裂属非正常失效. 为了避免此类事故再次发生，有必要对其断裂成因进行分析.

1 减速机齿轮轴结构细节

图1 齿轮轴断裂典型部位及其断面形貌

失效齿轮轴的结构如图2所示，该轴需做渗碳淬火处理，但在齿轮轴右侧中段由于需铣削加工键槽，必须对该区段进行涂覆以避免渗碳. 通常，涂覆区取A—A截面以右区段.

图2 失效轴的结构图

2 齿轮轴断裂成因探讨

2.1 轴的力学强度校核

轴的材料为18CrNiMo7-6，根据文献[1]，该齿轮轴的强度应该能够满足强度要求，为了进一步确认，针对该齿轮轴的具体工作状态，本文模拟了在电机堵转的极限恶劣状况下（即电机扭矩为正常扭矩的1.8倍）齿轮轴的受力情况. 由图3可见，齿轮轴的最大应力位于轴承安装的轴肩部位，最大值为；靠近键槽位置的等效应力值为. 由于存在较大的皮带轮径向拉力，齿轮轴变形……