一、齿轮零件失效分析的办法

失效分析已发展成为一门科学，主要包括逻辑判断和实验分析两个方面。实验分析时可以充分利用宏观经济评估和微观分析方式，有系统、简单化地开展研究和分析，便于在这里找到零件失效的根本原因。

1.失效分析试验的大概流程

(1)搜集无效零件的遗骸然后进行肉眼观察、精确测量做好记录毁坏部位、规格改变和断裂面的宏观特点；搜集表层脱落物及腐蚀产物，如果需要拍照留据。这也是失效分析中最关键的一步。

(2)深入分析零件的工作氛围和无效通过，观查邻近零件的损坏情况，分辨毁坏次序。核查相关零件设计、材料、生产加工、组装、应用和维护等方面材料。

(3)有针对性地进行相关实验研究，获得数据信息。依据应该选择下列新项目实验。

a.化学成分分析。检测材料成分与设计要点是否一致。

b.断口分析。对断裂面做宏观与微观观查，明确裂纹源、拓展区和最终断裂区，分辨断裂特性。

c.宏观经济检测。查验零件的材料以及在生产过程中造成的不足。比如，与冶金工业品质相关的松散、汽泡、小白点、夹杂物等；与煅造相关的流线型遍布、煅造裂纹等；与热处理工艺相关的氧化、渗碳、热处理裂纹等。因此，解决无效部位表面和纵、横切面做高倍检测。有时还要用无损检测法检测内部缺陷及遍布。对表面强化件，还要检查加强层的厚度等。

d.金相检验。辨别病理类型、机构组分的样子、尺寸、数量及遍布。辨别各种各样机构缺点，应重点分析无效源周围组织的改变，这会对查明裂纹的特性，找实验。

e.应力。查验零件的内温度分布，明确损害部位是不是为主导地应力较大部位，明确造成裂纹的平面与较大切应力方位相互之间的关系，以判断零件形状与承受力部位安排是否可行。

f.力学性能测试。依据材料硬度能大概判断材料的物理性能；对于横截面零件，还应在适度部位抽样，测量别的物理性能。

g.断裂动力学分析。用无损检测测量断裂部位较大裂纹规格，按材料断裂韧性值检算产生低应力脆性断裂的概率。

(4)根据以上相关材料，分辨失效的缘故，明确提出整改措施，写下数据分析报告。

2.齿轮零件的失效分析方式

齿轮的失效分析一般是指对齿轮零件为寻找失效原因和防范措施而进行的一切技术性主题活动，也就是研究无效情况的特点和规律，进而找到失效的方式和缘故。

失效分析对象是在使用中产生失效的商品。这类产品一般是通过质量检验符合要求的，即合乎技术性标准要求的商品（在个别情况下也是有漏验的废料）。理应指出的是：失效分析的目的是为了探寻无效的根本原因，而不应该只是考虑到是否满足标准规范。比如，在研究某齿轮零件产生断裂的原因时，不能简单地依据该产品某种性能指标不符合标准规定，就作为判断失效原因的重要依据。

二、齿轮零件的关键技术性能

依据齿轮服现役条件和无效方式的解读，对齿轮材料特提出以下技术性能。

(1)强的弯折疲劳极限，尤其是轮齿处需要一定的抗压强度，使运作时所产生的应力不至于导致疲惫断裂。

(2)较高的触碰疲劳极限、轴颈有强的强度和耐磨性能，避免轴颈损害。

(3)足够高的齿轮芯部强度冲击韧度，避免负载与冲击性断裂。

(4)原材料材料纯粹，横断面经腐蚀后，不能有很明显的间隙、汽泡、裂纹、非金属夹杂及小白点等缺点，其松散和夹杂物级别必须符合相关标准规定的规定。

(5)还规定有较好的切削加工性，热处理变型要低，以获取强的尺寸精度和低粗糙度值，以提升齿轮耐磨损水平。

(6)质优价廉，材料由来充裕。

(7)除此之外，还规定有良好的热处理方法性，如变形小，同时要求变型有一定的规律性等。

应表明，在齿轮副中两齿轮轴颈材料硬度应该有一定误差，因小齿轮的轮齿薄、传动齿轮受载次数频繁，故小齿轮强度应大是齿轮要高些。一般两齿轮轴颈硬度差：软齿面为 30～50HBW，硬齿面减速机为 5HRC 上下。

三、齿轮用料的选择合适的

依据齿轮的参军标准，进一步分析受力情况；融合齿轮的失效分析，就可以明确齿轮在热处理后应符合的重要性能指标规定。齿轮一般都需要经过适度的热处理，以提高承载能力和延长其使用寿命，故齿轮材料及热处理工艺对齿轮的内在质量和性能指标都有很大的影响。锻钢、铸钢件、生铁、稀有金属及非金属材料材料都可以用来制造齿轮，各种各样热处理工艺，如渗氮、高频淬火、碳氮共渗、感应淬火、热处理和淬火等，在齿轮生产制造里都被应用，因而齿轮的选材和热处理工艺的选用较其他零件繁杂。这个时候就需要设计者依据齿轮承载力的差异，科学地挑选材料和毛胚及热处理方法，并制定合理的机械加工工艺路经，用最经济的方法最大限度地发挥材料的潜力，保证「用其所长」。

材料是齿轮承载力的前提。一般而言，齿轮用料以钢为核心，其次生铁、粉未冶金、合金材料和非金属材料等，在其中锻钢（通常是碳素钢）是采用最为广泛的齿轮材料。对于有些开启式传动的低速档齿轮可以用生铁，必要的时候，也可以采用别的工程项目材料。