谐波减速器齿轮断裂分析

谐波减速器齿轮断裂分析

齿轮材料为40CrNiMo，加热至850～860℃后冷却至340～350℃等温淬火。工作时转速为1000r/min，300h后发生断齿。断裂齿轮的断齿宏观断口形貌如图1所示。断口上有贝壳纹花样，箭头所示处为裂源，裂源产生于齿根部，断口宏观形貌可判断属于疲劳断裂。断口用电子显微镜观察，有疲劳辉纹特征，见图2。在断口裂源处取样作金相检验，其显微组织为上贝氏体，见图3。而340～3500C等温淬火的正常组织为下贝氏体。

分析结论：齿轮属疲劳断裂。由于等温处理温度控制不当，使显微组织没有得到所需要的下贝氏体组织，导致材料疲劳强度下降，而在应力集中的齿根部位产生疲劳裂纹。

图1  实物

图号：图1

说明：断齿断口宏观形貌，有贝壳纹花样，箭头所示处为疲劳源。

图2   TEl   5000×                                                      图3   0MI   500×

图号：图2

说明：齿轮断口复型透射电镜图像。具有细密的疲劳辉纹特征。

图号：图3

说明：断口疲劳源处显微组织为上贝氏体组织，呈羽毛状形态。试样用4％硝酸酒精浸蚀。