摘 要：本文通过对某后桥螺旋锥齿轮早期磨损的分析，查找造成齿轮早期磨损失效的原因及影响因素，提出了减少早期磨损失效的质量改进措施。
关键词：螺旋锥齿轮 早期磨损? 改进措施
一、问题描述
某车型售后市场反馈车辆行驶后桥异响，经拆解退回主减速器发现后桥齿轮异常磨损。由此引起后桥运行不稳、噪音。磨损主减的30%的形式里程在2000KM以内，现主要针对齿轮早期异常磨损进行分析改进。
二、问题调查
通过数据对比，09年磨损主减29例，某齿轮厂的齿轮磨损27例。10年磨损主减12例，其中某齿轮厂的齿轮磨损10例。根据上述数据对比，发生早期磨损的生产厂家进行整改。
三、齿轮磨损状态
a.颗粒磨损：由于润滑油中存在着铁屑、焊渣等金属杂质，在其润滑过程中侵入相互啮合面的之间，由于齿面滑动摩擦的切削作用，将齿轮齿面擦伤，逐渐造成造成齿面两接触面的拉毛和擦伤。
b.粘合磨损：主要是在啮合面间未建立起正常的油膜，使相啮合面的金属直接接触而发生粘着。随着齿面的相对运动摩擦而引起的磨损。
四、产生早期磨损的原因
造成齿轮早期磨损的原因可分为齿轮使用问题和齿轮本身问题。
a.齿轮使用问题
外来杂质引起的磨损，减速器壳内、桥壳内的焊渣，砂子，轴承和齿轮上接触疲劳剥落的小颗粒及润滑油中的脏物等，对早期磨损齿轮影响较大，因此桥壳内、减壳内的清洁度是造成早期磨损的原因之一。
润滑油使用不当而引起的磨损，由于主被齿齿面存在有相对滑动，由于接触应力摩擦力大，温度较高，一般油极易造成润滑状态失效，致使两齿面间直接接触，造成齿轮早期损坏。
后桥主减速器装配中，对齿轮的装配有明确的规定主被齿啮合间隙需按标准装配间隙进行安装，齿侧间隙一般为0.13-0.21mm范围内。如没按技术要求进行装配，结果造成主被齿啮合间隙不当或同一齿轮三点啮合间隙相差太大，这样齿面之间形不成有效的润滑油膜，而造成齿轮的早期损坏。
b.齿轮本身问题
齿面粗糙的影响，当齿面粗糙度增加时，齿面磨擦系数就会增加，齿面温度升高，易造成油膜破裂产生粘着磨损，啮合面的润滑状况变得更恶劣，容易频繁地产生干磨擦，造成齿面金属与金属之间直接接触，在不断的运行过程中，齿轮磨损较快，造成齿轮早期磨损。
齿面接触区的影响，齿面接触区主要影响到齿面载荷的变化，接触区不良造成齿面偏载，使齿面局部的应力加大，局部过大的应力，将使润滑油膜破裂，形成早期磨损。
齿面三点间隙不一致的影响，齿面三点间隙不一致主要影响齿面动载荷的变化，齿面三点间隙间接反映了齿轮齿距误差。齿轮的间隙变化会引起强烈的啮合冲击，从而在啮合时产生更大的动载荷，这样的动载荷的变化很容易破坏润滑油膜，使啮合磨损加剧，造成早期磨损。
热处理质量的影响，在热处理渗碳淬火过程中，因工艺操作不当或炉内气氛不同而使表面易产生非马氏体组织，使齿面硬度不一致或降低。低硬度的齿面在啮合时将产生大的变形，使油膜破坏，造成金属与金属之间直接接触，出现粘着磨损。
五、早期磨损的措施
1.针对齿轮使用环境
后桥清洁度方面：现阶段将桥壳进行电泳处理，有效的减少桥壳内的加工铁屑和焊瘤，根据上述数据显示能将杂质含量控制在标准以内。
后桥装配方面:对齿轮装配间隙和印痕调查，印痕要求：在被齿的3个不同位置用红丹粉各涂上3-4个齿，检查啮合印痕；间隙要求：百分表表头垂直被齿大端面，百分表头压入至少2mm，用百分表在被齿大端齿面打三点,隔120°打一点,三点间隙误差≤0.07mm并且主被齿间隙0.13mm-0.21mm。在齿轮对检机工序和装配主减总成工序进行随机检测（每天2-3次），符合标准要求。
2.针对齿轮本身质量问题
根据数据和实物分析，主要针对齿轮厂家进行整改。目前双方对早磨问题已经确认，根据齿轮厂家目前的技术水平和生产状况对齿轮早期磨损的原因分类为4点。
1.确认售后退回磨损齿轮印痕偏齿面大端，是造成早磨的原因之一；
2.多次重复研齿易对齿面造成损伤；（由于齿轮公司绩效指标考核方面问题，为保证齿轮的一次合格率对接触区不合格的进行重复性研磨返修）
3.齿轮的制造精度和粗糙度影响齿轮使用寿命；
4.热处理质量问题，热处理炉质量的一致性，车间异常事故合理处理，热处理操作工艺不当等易引起齿轮早磨。
依据上述分析原因进行整改，整改分两个阶段，第一阶段为初期阶段根据目前厂家的技术手段进行。
1.失效的齿轮磨损印痕向齿面大端上移（加载运行后），是齿轮原始印痕接触方面存在问题，该问题是造成齿轮早磨的原因之一。根据该问题要求齿轮厂家方面将齿轮啮合印痕标准图片张贴现场操作工位，固定操作人员，在加工过程中严格控制接触区的印痕。要求每天对三个班的研齿配对进行抽查，不良品返修不允许超过一次，超过一次给予报废处理。
2.为保证齿轮齿面的精度和粗糙度，厂家自查发现铣齿、研齿、配对工装均有微量超差，目前厂家已更换了铣齿、研齿主要工序的工装，现主动工装保证在0.006mm以内，被动工装保证在0.01mm以内，以要保证齿坯的加工精度。
3.加工刀具会影响切削及齿面粗糙度，切齿齿面粗糙度要求厂家严格控制，根据齿轮的质量状况明确切刀切削数量，每批次监控齿面的粗糙度，每班对铣齿刀进行刃磨，每周更换研齿的研磨砂，操作者对被齿平面度100%检测，以保证齿面精度和粗糙度。
4.齿轮热处理方面，目前齿轮厂家已完成三炉实验验证齿轮箱式炉内气氛存在的差异，根据炉内各个点的气氛不同，在炉内采取8个点进行试块测试，采集3组数据。各点的实验结果硬度和深层均符合标准要求。现厂家每炉对正火件的硬度和金相进行抽查。（每日进行监控）
第二阶段措施为厂家的技术改造。
技术改造后齿轮表面增加应力喷丸，采用等温正火炉，热处理炉采用连续炉，切齿采用干切法，增加淬火压床。该项目完成后将对齿轮的齿面精度、粗糙度、齿轮寿命有较大提高。
