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第一章解放牌汽车的变速箱齿轮的服役条件及可能的失效形式

齿轮是机械设备及汽车中的重要零件，变速箱齿轮为汽车、拖拉

机等发动机的重要部件，用于改变发动机曲轴和传动轴的速度比。故

齿面在较高的载荷(冲击载荷和交变载荷等)下工作，因此磨损快。

在工作过程中，通过齿面的接触传递动力，两齿面在相对运动过程

中．既有滚动也有滑动，存在较大的压应力和摩擦力．经常换挡使齿

端部受到冲击。要求变速箱齿轮具有高的抗弯强度、接触疲劳强度和

良好的耐磨性，心部有足够的强度和冲击韧性。齿轮在传递力及改

变速度的运动过程中啮合齿面之间既有滚动，又有滑动r而且齿面还

受到脉动或交变弯曲应力的作用.

1)服役条件

A汽车齿轮的工作条件比机床要繁重得多，它们经常在较高的载

荷下工作,磨损亦较大。

B在汽车运行中由于齿根受着突然变载的冲击载荷以及周期变动

的弯曲载荷，会造成轮齿的脆性断裂或弯曲疲劳破坏.

C轮齿的工作面承受着较大的压应力及摩擦力，会造成麻点、接

触疲劳破坏及深层剥落，由于经常换档，齿的端部经常受到冲击，也

会造成轮齿的端部破坏。

因此在耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧性等方面的要求均

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比机床齿轮高.

2)失效形式

齿轮的主要失效形式为断齿、磨损、疲劳断裂及齿面蚀坑等，一

般具体为：

a齿面磨损，是指在咬合过程中，齿面上会产生很大的压强，使

其表面发生塑性变形而变得凹凸不平金属之间发生接触和黏合，齿面

磨损是齿轮相互磨檫的结果。

b弯曲疲劳断裂，是齿轮轴咬合在齿根不会受到最大振幅的脉动

作用，或交变弯曲应力的作用造成齿部的断裂。

c齿面磨损断裂。齿轮轴在工作过程中，由于齿面上的接触应力

超过了材料本身的疲劳极限强度，会产生接触疲劳断裂。

d表面麻点剥落、浅层剥落和深层剥落。

第二章解放牌汽车变速箱齿轮零件的性能特点

1)由于传递扭矩，齿根要承受较大的弯曲应力和交变应力,由于

传递扭矩，齿根要承受较大的弯曲应力和交变应力,因此要求表面高

硬度、高耐磨性：齿面硬度58-64HRC，心部硬度30-45HRC.

2)由于变速箱齿轮转速变化范围广，齿轮表面承受较大的接触

应力，并在高速下承受强烈的磨擦力,轮齿在交变应力的作用下，长

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时间工作可能发生疲劳断裂,齿面在强磨擦作用下可能发生磨损和

点蚀现象,因此要求齿面有高的接触疲劳强度.

3)由于工作时不断换档，轮齿之间经常要承受换档造成的冲击与

碰撞,齿轮心部韧性过低时，在冲击作用下可能发生断裂,齿根高的

弯曲强度（σb＞1000Mpa）；因此要求齿轮心部较高强度、高韧

性（ak＞60J/cm2）。

第三章解放牌汽车的变速箱齿轮的材料选择及各合金元素的作用

1)材料的选择

一般采用20CrMrlTi、20CrMnMo、18Cr2Ni4wA等渗碳钢，它们可

以制作大型齿轮。根据变速箱齿轮的服役条件，采用20CrMnTi低合

金渗碳钢是适宜的，该轴承钢的淬透性和心部强度较高。

2)含碳量及合金元素的作用

根据该齿轮的工作特点，结合其使用要求，应选用低合金渗碳

钢，一是含有较多的合金元素，确保了渗碳后淬透性。减少齿轮的变

形量，二是齿轮基体的强度和韧性得到了保障，能够满足齿轮的工

作需要。含碳量低可使齿轮心部具有良好的韧性；

合金元素铬和锰的存在提高了淬透性，心部得到低碳马氏体组

织，增强了钢的强度；而铬元素还有促进渗碳、提高渗碳速度的作用；

锰具有减弱渗碳时表面含碳量过高的作用；而钛阻止晶粒的长大，提

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高轴承钢的强度和韧性。

第四章解放牌汽车的变速箱齿轮的加工工艺路线

1)变速箱齿轮常用的加工工艺路线

下料→锻造→正火→粗、半精切削加工→渗碳→淬

火、低温回火→喷丸处理→加工花键→磨端面→磨齿→最

终检验

2)