吴仕赋，任明辉，贾军风，陈 亮

（中国第一汽车股份有限公司技术中心，吉林 长春 130011）

1 引言

近年来，中国市场对重型商用车车辆的需求量越来越大，出于国家能源安全、节能环保及舒适性等要求，重型商用卡车向着大吨位、大马力、长寿命、多挡化、轻量化及专业化等方向发展[1-2]。由于发动机输出功率和最大扭矩越来越大，整车B10设计寿命也由目前80万公里迈向150万公里及中国复杂多变的路况等因素，对商用车重型变速器产品的寿命耐久性提出了更高的要求。为了满足市场需要，将现有产品快速导入市场，某重型变速器在进行最大输入扭矩提升开发过程中发生了一挡齿轮失效问题，通过对失效齿轮进行分析及仿真计算，研究齿轮失效原因，并基于问题为导向对失效齿轮开展优化设计，开发出了高可靠性[3]、长寿命特点的重型变速器总成，从而满足了国内用户对商用车重型变速器的需要。

2 齿轮失效特征

某重型商用车12挡变速器采用6×2双中间轴结构，变速器壳体采用铝合金材料，变速器速比范围（16.408～1.0）。该变速器总成在进行台架寿命试验时，在第8.7个循环（共10个循环），主箱一挡齿轮产生了严重点蚀等失效问题，如图1所示。

从失效齿轮齿面观察，主从齿轮均存在一定偏载现象，主从齿轮齿面均产生点蚀剥落，齿面下齿面较上齿面磨损严重，齿面压应力可能偏大，需对失效原因进行分析研究。

图1 主箱一挡齿轮失效照片Fig.1 1st Gear Fracture Pictures of Main Housing

3 齿轮失效原因分析

3.1 齿轮材料理化分析

采用金相显微镜、能谱仪等现代分析仪器对失效齿轮进行金相、硬化层深及化学成分等检测，检测结果，如表1、图2所示。……