1被動齒輪的材料、常見故障與維修

　　某型裝甲車輛側減速器被動齒輪材料為20Cr2Ni4A鋼，經滲碳、淬火、低溫回火等熱處理，表層硬度HRC57，芯部硬度范圍HRC為3445.

　　側減速器的主、被動齒輪是全車受力最大的一對齒輪，在正常使用條件下，強度是能夠保證安全使用的，如果齒輪經常處于較大的沖擊負荷，如行駛中突然改變負載或在阻力較大的路況上強行起車，會使齒輪齒面的滲碳層局部脫落或齒輪齒面損壞，甚至輪齒折斷，齒根部位也因過度疲勞而易斷裂。同時裝甲車輛重載、環境塵土多、潤滑條件差，磨損和熱膠合失效也比較常見。

　　齒輪有輕微齒面滲碳層脫落時，可以將左右側減速器齒輪互換。當面積大于40mm2的極限時，必須更換。公法線長度小于免修極限時，需要更換。

　　外徑小于免修極限，可以鍍鉻維修。鍵槽寬度大于免修尺寸時，需焊修或更換，螺紋損壞超過3扣，必須更換。

　　2分析試樣準備

　　將某型裝甲車輛側減速器被動齒輪截切一全齒。將此齒沿齒面、齒根各切10mm寬，5 mm厚，4個試樣條，分別標記為A、B、C、D，切割4個試樣條后殘留部分，其中，A、C面為前進擋工作齒廓，B、D面為倒車擋工作齒廓，A、B為嚙合段，C、D為齒根段。除銹處理之后，每個試樣條再等寬度均勻分割成8個試樣塊。用線切割機分別將截取的每條8個試樣塊，依次由外向內切割掉0mm，01mm，02mm，03mm，04mm，05mm，06mm，07mm的厚度（方向一致），標記，其他B、C、D試樣條標記類同，再分別將32個試樣塊的檢測面進行拋光處理，并退磁。

　　3硬度測試

　　測試設備使用HBRVU-187.5型硬度儀，采用靜載壓入維氏硬度實驗法，壓頭為兩棱面夾角136度、兩棱夾角148度6？42的金剛石正四棱角錐體，使用25倍物鏡，分度值為0004mm，負載重量980 N，壓頭壓入的保持負載時間為1215s.

　　測試采用維氏硬度示值測量，主要是考慮到：

　　1）維氏硬度所得壓痕為正方形，輪廓清晰，對角線長度易于準確測量，測量精度高；2）對于硬度均勻的材料，維氏硬度示值與所施加的負載大小無關，便于操作；3）維氏硬度試驗適應性好，齒輪齒部硬度較高，若采用布氏法，過硬的材料易造成鋼球壓頭變形，造成較大的檢驗偏差。

　　4）測試樣塊面積較小，維氏硬度示值便于多點采集。

　　每個試樣塊打58個點，讀取壓痕對角線，查表得出硬度值，計算各點算術平均值作為樣塊硬度值。全部測試維氏硬度示值。

　　4誤差分析

　　通過幾百個點的硬度測試，證明了測試結果與理論結果是一致的。但從測試數據的個體而言，仍然存在一定的誤差，造成測試誤差的原因有以下幾個方面。

　　1）試樣表面的粗糙度偏大，雖然經過磨削和400砂紙拋光，但從實際測試結果看，光潔度仍然不夠，要達到Ra？01m，必須精磨再經過拋光機處理。由測試知，如果表面質量好，則試樣表面反射性能好，壓痕輪廓清楚，分散度小，容易瞄準，測試結果精度就高；如果表面粗糙，則壓痕輪廓不清，分散度急劇增大，無法瞄準，測試結果精度就低。

　　2）由于使用過于頻繁，測試所用金剛石壓頭的幾何尺寸存在一定誤差，兩棱面夾角136度的偏差超出%30？范圍，且在壓頭頂點03mm范圍內，在顯微鏡下發現有崩角缺陷。壓頭的幾何形狀誤差，必然導致壓痕的尺寸出現偏差，使測試硬度示值受到一定影響。但對整體維氏硬度曲線的影響不大。

　　3）由于試樣較小，打點較多，導致壓痕中心與試樣邊緣以及相鄰壓痕之間的距離偏小。一般要求這一距離對于有色金屬應大于壓痕對角線長度的5倍。因為在負荷作用下，壓痕周圍應力分布會從中心擴散到大約4倍對角線長度范圍，導致第2點的測量值增高。

　　4）由于顯微鏡焦距調整、壓痕對角線瞄準、照明不好和讀數等直接原因，造成壓痕對角線直接測試誤差，導致測試精度下降。

　　5）施加載荷速度的影響。壓頭壓入試件的瞬間，應該勻速，且不宜過快和過慢。由經驗知，加壓速度太慢，會使硬度偏高，且材料的硬度越高，表現越明顯。但加壓速度太快，容易損壞壓頭。

　　6）由于條件所限，硬度儀直接放置在普通辦公桌上，沒有防震措施，不夠穩固，加載時有一定的振動和沖擊影響，造成硬度值波動。

　　7）樣塊測試面與下底面的平行度對測試值的相對波動影響較大。

　　5結論

　　經測試，分析了某型裝甲車輛側減速器被動齒輪在長時間使用后，其一定層面內硬度范圍和由表及里硬度減小的變化規律，以及齒廓不同區域硬度改變情況，為進一步計算其表面殘余應力和分析疲勞可靠性提供了基礎數據。