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1被動(dòng)齒輪的材料、常見故障與維修
某型裝甲車輛側(cè)減速器被動(dòng)齒輪材料為20Cr2Ni4A鋼，經(jīng)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(cè)減速器的主、被動(dòng)齒輪是全車受力最大的一對(duì)齒輪，在正常使用條件下，強(qiáng)度是能夠保證安全使用的，如果齒輪經(jīng)常處于較大的沖擊負(fù)荷，如行駛中突然改變負(fù)載或在阻力較大的路況上強(qiáng)行起車，會(huì)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(guò)度疲勞而易斷裂。同時(shí)裝甲車輛重載、環(huán)境塵土多、潤(rùn)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(shí)，可以將左右側(cè)減速器齒輪互換。當(dāng)面積大于40mm2的極限時(shí)，必須更換。公法線長(zhǎng)度小于免修極限時(shí)，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(shí)，需焊修或更換，螺紋損壞超過(guò)3扣，必須更換。
2分析試樣準(zhǔn)備
將某型裝甲車輛側(cè)減速器被動(dòng)齒輪截切一全齒。將此齒沿齒面、齒根各切10mm寬，5 mm厚，4個(gè)試樣條，分別標(biāo)記為A、B、C、D，切割4個(gè)試樣條后殘留部分，其中，A、C面為前進(jìn)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(gè)試樣條再等寬度均勻分割成8個(gè)試樣塊。用線切割機(jī)分別將截取的每條8個(gè)試樣塊，依次由外向內(nèi)切割掉0mm，01mm，02mm，03mm，04mm，05mm，06mm，07mm的厚度（方向一致），標(biāo)記，其他B、C、D試樣條標(biāo)記類同，再分別將32個(gè)試樣塊的檢測(cè)面進(jìn)行拋光處理，并退磁。
3硬度測(cè)試
測(cè)試設(shè)備使用HBRVU-187.5型硬度儀，采用靜載壓入維氏硬度實(shí)驗(yàn)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(fù)載重量980 N，壓頭壓入的保持負(fù)載時(shí)間為1215s.
測(cè)試采用維氏硬度示值測(cè)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(duì)角線長(zhǎng)度易于準(zhǔn)確測(cè)量，測(cè)量精度高；2）對(duì)于硬度均勻的材料，維氏硬度示值與所施加的負(fù)載大小無(wú)關(guān)，便于操作；3）維氏硬度試驗(yàn)適應(yīng)性好，齒輪齒部硬度較高，若采用布氏法，過(guò)硬的材料易造成鋼球壓頭變形，造成較大的檢驗(yàn)偏差。
4）測(cè)試樣塊面積較小，維氏硬度示值便于多點(diǎn)采集。
每個(gè)試樣塊打58個(gè)點(diǎn)，讀取壓痕對(duì)角線，查表得出硬度值，計(jì)算各點(diǎn)算術(shù)平均值作為樣塊硬度值。全部測(cè)試維氏硬度示值。
4誤差分析
通過(guò)幾百個(gè)點(diǎn)的硬度測(cè)試，證明了測(cè)試結(jié)果與理論結(jié)果是一致的。但從測(cè)試數(shù)據(jù)的個(gè)體而言，仍然存在一定的誤差，造成測(cè)試誤差的原因有以下幾個(gè)方面。
1）試樣表面的粗糙度偏大，雖然經(jīng)過(guò)磨削和400砂紙拋光，但從實(shí)際測(cè)試結(jié)果看，光潔度仍然不夠，要達(dá)到Ra？01m，必須精磨再經(jīng)過(guò)拋光機(jī)處理。由測(cè)試知，如果表面質(zhì)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(zhǔn)，測(cè)試結(jié)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(wú)法瞄準(zhǔn)，測(cè)試結(jié)果精度就低。
2）由于使用過(guò)于頻繁，測(cè)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(diǎn)03mm范圍內(nèi)，在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)有崩角缺陷。壓頭的幾何形狀誤差，必然導(dǎo)致壓痕的尺寸出現(xiàn)偏差，使測(cè)試硬度示值受到一定影響。但對(duì)整體維氏硬度曲線的影響不大。
3）由于試樣較小，打點(diǎn)較多，導(dǎo)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(duì)于有色金屬應(yīng)大于壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的5倍。因?yàn)樵谪?fù)荷作用下，壓痕周圍應(yīng)力分布會(huì)從中心擴(kuò)散到大約4倍對(duì)角線長(zhǎng)度范圍，導(dǎo)致第2點(diǎn)的測(cè)量值增高。
4）由于顯微鏡焦距調(diào)整、壓痕對(duì)角線瞄準(zhǔn)、照明不好和讀數(shù)等直接原因，造成壓痕對(duì)角線直接測(cè)試誤差，導(dǎo)致測(cè)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(yīng)該勻速，且不宜過(guò)快和過(guò)慢。由經(jīng)驗(yàn)知，加壓速度太慢，會(huì)使硬度偏高，且材料的硬度越高，表現(xiàn)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(wěn)固，加載時(shí)有一定的振動(dòng)和沖擊影響，造成硬度值波動(dòng)。
7）樣塊測(cè)試面與下底面的平行度對(duì)測(cè)試值的相對(duì)波動(dòng)影響較大。
5結(jié)論
經(jīng)測(cè)試，分析了某型裝甲車輛側(cè)減速器被動(dòng)齒輪在長(zhǎng)時(shí)間使用后，其一定層面內(nèi)硬度范圍和由表及里硬度減小的變化規(guī)律，以及齒廓不同區(qū)域硬度改變情況，為進(jìn)一步計(jì)算其表面殘余應(yīng)力和分析疲勞可靠性提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
