发动机起动电机驱动齿轮断裂原因分析

王春雁 袁晓桐 王芳 郭巧慧 纪静

摘要：试车起动过程中起动电机发出异响，为了明确异响原因对其进行拆检，发现起动电机驱动齿轮的三个齿从齿根部断裂，其它齿的齿根部位出现不同长短的纵向裂纹。通过对故障驱动齿轮进行一系列的检测分析，结果表明：起动电机驱动齿轮断裂是由于紧固螺母拧紧未锁紧导致起动电机驱动齿轮松动，从而使驱动齿轮与飞轮齿圈啮合不稳，产生的冲击载荷过大，使得齿轮受到严重的冲击，啮合弯矩的作用下，在承受弯曲应力最大的危险截面齿根处产生了裂纹源，以至于在齿轮各个齿根部产生不同长短的裂纹，经过多次严重冲击后最终导致齿轮从齿根处过载断裂。

关键词：异响;驱动齿轮;弯曲应力;危险截面;过载断裂

中图分类号：TU413.5                                  文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）07-0156-02

1  概述

起動电机驱动齿轮材料为20CrMnTi，热处理工艺为正火-调质-渗碳淬火回火。对起动电机驱动齿轮的断口形貌、化学成分、金相、机械性能进行理化检测分析，并对驱动齿轮受力状态进行分析，意在探讨驱动齿轮断裂原因，预防此类故障再次发生。

2  理化检测分析

2.1 断口形貌分析

2.1.1 断口宏观观察

起动电机驱动齿轮的三个齿整体从齿根处断裂，见图1，其它未断齿的齿根部位出现不同长短的纵向裂纹，见图2，齿轮端面有不同程度的磨痕。

2.1.2 断口SEM检测分析

断口在扫描电镜下检测，齿根裂纹源处呈沿晶+韧窝特征，见图3，最后断裂区呈等轴韧窝+剪切韧窝特征，见图4，未见疲劳纹，无疲劳特征。……