（江铃汽车股份有限公司，江西 南昌 330000）

某变速箱高速齿轮设计扭矩为220N·m，为产品平台化，通过改进工艺来增加设计扭矩，使该变速器承扭能力提升为230N·m，但适用车型的最大扭矩也是230N·m，没有设计余量。变速箱高速齿轮通过了整车耐久试验，但在变速箱换挡试验专项试验中出现断齿事故，累计完成试验95.01%，累计完成换挡循环数15 202 个（要求16 000 个），工况里程24 935km，断齿照片如图1 所示。对此，本文通过对该断齿齿轮进行化学成分分析、宏观分析、微观组织分析、设计结构分析，寻找断齿原因和对应的解决措施。

图1 变速箱高速齿轮断齿

1 变速箱高速齿轮断齿的原因

变速箱高速齿轮断齿故障主要从化学成分分析、宏观分析、微观组织分析、设计结构分析等方面进行问题剖析[1-3]。

1.1 化学成分分析

变速箱高速齿轮材质技术要求为20CrMnTiH，直读光谱仪检测。测试结果如表1 所示，断齿变速箱高速齿轮化学成分中C、Si 质量分别为0.5%、0.28%，含量不符合设计要求，化学成分不满足设计要求为齿轮断裂原因之一。

表1 断齿齿轮化学成分（质量分数）

1.2 宏观分析

1）变速箱高速齿轮的硬度分析。齿轮硬度要求主要包括表面硬度、心部硬度二个方面。对断齿齿轮进行硬度测试，测试结果如表2 所示，表面硬度、心部硬度分别是61HRC、35HRC,符合设计要求，因此，可以排除齿轮硬度不足这一潜在原因。

表2 断齿齿轮硬度测试结果

2）变速箱高速齿轮的低培组织分析。低培组织就是在低培状态下观察到的宏观组织形貌，需要满足QC/T262GB1979，要求：酸浸观察无肉眼可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂物、分层、翻皮及白点；……