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齿轴疲劳是怎样形成的
齿轴转动是机械转动中重要的传动形式之一，具有传动、运行可靠、传动比准确、结构紧凑、使用寿命长等优点。广泛应用于机床、汽车等产品。齿轮通过轮齿啮合传递扭矩和动力，承受较大的交变弯曲应力和接触应力，容易发生齿面点蚀、胶合等故障，甚至断齿。 齿轴使用一年后断裂，齿完好无损，在90mm外圆与齿之间断裂。对断轴进行了分析，并从齿轮设计、加工、热处理等方面提出了改进建议。以避免类似情况再次发生。如果断口上有典型的贝壳状图案。从断口的宏观形貌来看，断口由三个具有不同特征的区域组成。个区域是裂纹源，呈半月形，表面黑色，面积约6mm ；2区为裂纹扩展区，表面为细瓷；3区为瞬断带，外观粗糙，凹凸大，呈状条纹，约占总面积的50％。这是一种典型的疲劳裂纹断裂。 齿轴断裂发生在沉槽内，横截面上有一个小的黑域，表明裂纹发生较早。仔细观察零件断口，埋头槽内光洁度很差，有较深的机加工刀痕。在热处理过程中，齿轴出现了一个小裂纹，裂纹表面在加热和冷却过程中被氧化，所以呈黑色。裂纹在埋头槽中，很难发现。使用时齿轴承受交变载荷，裂纹逐渐扩大。此时，膨胀速度较慢，形成2区（膨胀区）。由于18Cr2Ni4W钢的淬透性很高，淬火后的芯部硬度为42 ~ 42~44HRC，且硬度较高，所以膨胀区没有明显的环形条纹。疲劳裂纹扩展到一定程度，齿轴的有效截面收缩，导致强度不足，瞬时过载，断裂。断面具有快速断裂的特点。由于齿轴的高硬度和工作时的大应力，sew线圈，终形成的断裂区占据了很大的面积，约占总面积的50％。 疲劳损伤对缺陷比较敏感，一般来源于应力集中程度高的零件或表面缺陷，如表面裂纹、软点、夹杂物、尖角过渡、刀痕等。造成疲劳破坏的工作应力很低，往往低于材料的强度。
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