Page 67 - 理化检验-物理分册2025年第二期

宫秀勉：行星齿轮的断齿原因

一定阈值时，即使其远离硬化层，缺陷处可能成为裂 参考文献：
纹的起点，促进疲劳裂纹的扩展，并最终导致齿轮发
[1] ZHANG C P，WEI J，NIU R，et al．Similarity and
[9]
生断裂 。在1号齿轮中，疲劳源区的夹杂物聚集分 experimental prediction on load sharing performance of
布，缺陷尺寸较大，肉眼可见；夹杂物距离齿根约为 planetary gear transmission system[J]．Mechanism and
3 mm，而齿根有效硬化层深度约为2.6 mm，位置靠 Machine Theory，2023，180：105163．
近硬化层交界面，故推测Al 2 O 3 非金属夹杂物的存在 [2] 付梦．机械齿轮材料选择及设计优化[J]．内燃机与配

是导致齿轮发生早期疲劳开裂的主要原因。 件，2021(7)：30-31
[3] 王春亮，杨力，刘乐，等．齿轮的失效分析[J]．理化检
3 结论和建议 验(物理分册)，2007，43(7)：366-369．
[4] 龚寄．齿轮失效分析及其故障诊断方法研究[J]．装备
1 号齿轮内部存在Al 2 O 3 非金属夹杂物，导致
制造技术，2016(8)：138-140．
1号齿轮首先发生疲劳开裂，疲劳源位于距齿根向下 [5] 杨帅，张启飞，卢昀，等．氧化铝夹杂破碎与弥散行为
约3 mm，距齿端部约107 mm的位置；疲劳源区含有 的试验研究[J]．机械工程学报，2021，57(22)：172-183．
较多以Al 2 O 3 为主的非金属夹杂物，该缺陷尺寸约为 [6] 周素霞，张昭，吴毅．内部夹杂物缺陷对EA4T车轴钢
596 μm×277 μm；2号和3号齿轮的断裂模式均为过 裂纹萌生寿命的影响[J]．铁道学报，2023，45(1)：35-41．
[7] 孙雪娇，路峰，杨旭，等．20CrMoH钢齿轮开裂原因[J]．
载断裂。
理化检验(物理分册)，2024，60(1)：33-36．
建议优化冶炼和热处理工艺、提高材料纯度、降
[8] 张立峰．钢中非金属夹杂物：工业实践[M]．北京：冶
低O元素含量，或采用更有效的材料净化方法，减轻 金工业出版社，2019．
或消除非金属夹杂物的影响，从而延长行星齿轮的 [9] 高彬科，张弛，王群，等．双联行星轮断齿原因[J]．理

使用寿命。 化检验(物理分册)，2023，59(7)：64-67．

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