手动变速器齿轮齿断裂原因分析

王福平 白小松

摘 要：变速器中齿轮是主要的传动部件，齿轮的性能，直接关系着传动质量，进而影响整车性能，一旦齿轮质量存在问题，将会给驾驶人员造成极大的安全隐患。某车型手动变速器中齿轮发生断裂，为了分析断裂原因，本文对齿轮进行了宏、微观检查和分析， 对断口上的疲劳弧线进行了观察，对齿轮的金相与硬度进行了检验，最终对断裂原因进行判断并为改善齿轮的质量提出了建议。

关键词：变速器；齿轮；断裂；疲劳

引言

齿轮是机器中传递功率和运动的重要部件。与皮带、链及摩擦轮传动等相比， 由于齿轮传动具有传动准确、传动平稳、结构紧凑， 传动效率高等优点， 且速度、传动比、传动功率的范围大，不仅可用于减速和增速， 同时能够完成各种速度、各种功率下的传动，因而齿轮传动在汽车领域得到了广泛的应用。

然而由于齿轮一般无过载保護作用， 因而对传递大功率金属齿轮， 要求有较高的质量要求和良好的安装、组合， ，否则传动时会出现较大噪声、振动以及冲击， 易于造成损伤失效，导致发生重大安全事故。

1 失效情况

某车型车辆在行驶中，挂五档时严重异响，行驶里程2453km。拆解变速器检查为中五档齿轮损坏所致，更换中间轴五档齿轮组件后故障排除。

2检测

2.1 失效样品

检查拆解下来的中五档齿轮，发现中五档齿轮连续5个齿发生断裂，第6个齿面向断齿侧有长约10mm的压痕，其它齿牙基本保持完整。结合中五档齿轮的转动方向与受力方向判断，失效的扩展路径如图1中红色箭头所示。……