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机车从动齿轮裂纹、断齿失效的原因说明

时间:2018/11/17

机车从动齿轮断齿失效的原因,从动齿轮在机车运行的过程中,存在轴向力、径向力及垂直于齿面的作用力,并且有滚动和滑动摩擦力,其中垂直于齿面的作用力是造成断齿失效的最主要作用力因素。由于其他因素的影响可以产生额外的附加作用力,造成受力不均,如偏角载荷。在正常情况下齿轮表面受力最大,齿根部应力集中最大,而齿面节圆附近应力最复杂。

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由于齿轮表面靠近车轮的一侧存在淬硬层不完整,齿轮表面硬度低且硬度及不均匀,又存在受力不均匀,不仅相当于加大了局部的工作应力,而且使应力方向发生变化,在该种循环载荷的作用下,齿轮表面萌生了疲劳裂纹源,在应力的作用下,裂纹沿应力最大的方向扩展,较大夹杂物的存在和心部组织不良加快了疲劳裂纹的扩展速度,当裂纹扩展到不足以支持外力时,发生瞬时破断。

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通过对断口的分析还可以看出,裂纹均起源于齿轮表面,作用力低于材料屈服强度,应力集中不大,无明显的冲击载荷存在的迹象,表面无严重的烧伤和腐蚀的迹象。

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