1被动齿轮的材料、常见故障与维修

　　某型装甲车辆侧减速器被动齿轮材料为20Cr2Ni4A钢，经渗碳、淬火、低温回火等热处理，表层硬度HRC57，芯部硬度范围HRC为3445.

　　侧减速器的主、被动齿轮是全车受力最大的一对齿轮，在正常使用条件下，强度是能够保证安全使用的，如果齿轮经常处于较大的冲击负荷，如行驶中突然改变负载或在阻力较大的路况上强行起车，会使齿轮齿面的渗碳层局部脱落或齿轮齿面损坏，甚至轮齿折断，齿根部位也因过度疲劳而易断裂。同时装甲车辆重载、环境尘土多、润滑条件差，磨损和热胶合失效也比较常见。

　　齿轮有轻微齿面渗碳层脱落时，可以将左右侧减速器齿轮互换。当面积大于40mm2的极限时，必须更换。公法线长度小于免修极限时，需要更换。

　　外径小于免修极限，可以镀铬维修。键槽宽度大于免修尺寸时，需焊修或更换，螺纹损坏超过3扣，必须更换。

　　2分析试样准备

　　将某型装甲车辆侧减速器被动齿轮截切一全齿。将此齿沿齿面、齿根各切10mm宽，5 mm厚，4个试样条，分别标记为A、B、C、D，切割4个试样条后残留部分，其中，A、C面为前进挡工作齿廓，B、D面为倒车挡工作齿廓，A、B为啮合段，C、D为齿根段。除锈处理之后，每个试样条再等宽度均匀分割成8个试样块。用线切割机分别将截取的每条8个试样块，依次由外向内切割掉0mm，01mm，02mm，03mm，04mm，05mm，06mm，07mm的厚度（方向一致），标记，其他B、C、D试样条标记类同，再分别将32个试样块的检测面进行抛光处理，并退磁。

　　3硬度测试

　　测试设备使用HBRVU-187.5型硬度仪，采用静载压入维氏硬度实验法，压头为两棱面夹角136度、两棱夹角148度6？42的金刚石正四棱角锥体，使用25倍物镜，分度值为0004mm，负载重量980 N，压头压入的保持负载时间为1215s.

　　测试采用维氏硬度示值测量，主要是考虑到：

　　1）维氏硬度所得压痕为正方形，轮廓清晰，对角线长度易于准确测量，测量精度高；2）对于硬度均匀的材料，维氏硬度示值与所施加的负载大小无关，便于操作；3）维氏硬度试验适应性好，齿轮齿部硬度较高，若采用布氏法，过硬的材料易造成钢球压头变形，造成较大的检验偏差。

　　4）测试样块面积较小，维氏硬度示值便于多点采集。

　　每个试样块打58个点，读取压痕对角线，查表得出硬度值，计算各点算术平均值作为样块硬度值。全部测试维氏硬度示值。

　　4误差分析

　　通过几百个点的硬度测试，证明了测试结果与理论结果是一致的。但从测试数据的个体而言，仍然存在一定的误差，造成测试误差的原因有以下几个方面。

　　1）试样表面的粗糙度偏大，虽然经过磨削和400砂纸抛光，但从实际测试结果看，光洁度仍然不够，要达到Ra？01m，必须精磨再经过抛光机处理。由测试知，如果表面质量好，则试样表面反射性能好，压痕轮廓清楚，分散度小，容易瞄准，测试结果精度就高；如果表面粗糙，则压痕轮廓不清，分散度急剧增大，无法瞄准，测试结果精度就低。

　　2）由于使用过于频繁，测试所用金刚石压头的几何尺寸存在一定误差，两棱面夹角136度的偏差超出%30？范围，且在压头顶点03mm范围内，在显微镜下发现有崩角缺陷。压头的几何形状误差，必然导致压痕的尺寸出现偏差，使测试硬度示值受到一定影响。但对整体维氏硬度曲线的影响不大。

　　3）由于试样较小，打点较多，导致压痕中心与试样边缘以及相邻压痕之间的距离偏小。一般要求这一距离对于有色金属应大于压痕对角线长度的5倍。因为在负荷作用下，压痕周围应力分布会从中心扩散到大约4倍对角线长度范围，导致第2点的测量值增高。

　　4）由于显微镜焦距调整、压痕对角线瞄准、照明不好和读数等直接原因，造成压痕对角线直接测试误差，导致测试精度下降。

　　5）施加载荷速度的影响。压头压入试件的瞬间，应该匀速，且不宜过快和过慢。由经验知，加压速度太慢，会使硬度偏高，且材料的硬度越高，表现越明显。但加压速度太快，容易损坏压头。

　　6）由于条件所限，硬度仪直接放置在普通办公桌上，没有防震措施，不够稳固，加载时有一定的振动和冲击影响，造成硬度值波动。

　　7）样块测试面与下底面的平行度对测试值的相对波动影响较大。

　　5结论

　　经测试，分析了某型装甲车辆侧减速器被动齿轮在长时间使用后，其一定层面内硬度范围和由表及里硬度减小的变化规律，以及齿廓不同区域硬度改变情况，为进一步计算其表面残余应力和分析疲劳可靠性提供了基础数据。