材料为锻钢（42CrMo），工艺采取热处理手段，将锻钢的硬度控制在270～300的范围内，对断裂部位的形式、组织、化学成分、硬度等进行测试[1-2]。
1.1 观察断口外形
减速机的高速齿轮轴断裂的部位在轴肩和轴过度的位置，主要是因为在这个部位的直径发现变形，变为整个齿轮轴结构中的最小直径位置，加上截面的形状发生变化，轴肩和轴之间处于垂直，且没有圆角，导致应力集中（如下图1所示），断口比较平整，但是比较容易脆化，均是由扭转应力导致断口出现。
裂纹主要出现在轴槽内侧，原因是因为轴槽底部的半径比较小，导致应力集中在底部，如果不采取有效的处理措施，就会导致轴出现疲劳裂纹，随着长时间的运作，裂纹扩展区比较平坦，占据的面积也比较大，占据整个断口区的3/2，瞬断区位于齿轮轴比较边缘的位置，且整体的面积比较小，样式也比较粗糙。
1.2 检测化学成分
对轴材料化学成分的分析采用的是型号为ARC—MET8000直读光谱仪器，为了便于对比，笔者将是实验数据制作成表格，具体如下。
1.3 显微镜观察
在齿轮轴的表面取样。使用金相显微镜制作，采取4%的硝酸酒精腐蚀齿轮轴，能够观察到在显微镜下面，齿轮轴的组织中的片状珠光体，晶网状的分布中还有铁元素，以及少量的魏氏组织（如上图2所示）。
钢材（42CrMo、50）要进行调质处理，在金相显微镜下采取的是回火索氏体加上铁元素，从显微镜下能够看出该齿轮轴的组织并不是回火索氏体，是正火组织，组织呈现出不良状态，说明此齿轮轴在制作的时候并没有严格按照施工程序进行施工。
回火索氏组织要同时具备强度、韧性两方面要求，在制作齿轮轴的时候要确保齿轮轴具备较强的抗弯度、较好的韧性，近而就能够确保齿轮轴具有较强的断裂强度。
魏氏组织不会影响钢的抗拉强度，但是会影响钢的塑性，使得钢的韧度降低，在实际中，魏氏组织会伴随着晶粒出现，会导致钢的力学性能受到影响。
网状铁元素也会导致钢的力学性能受到影响，不同的是魏氏组织是因为加热的时候温度过高造成的，网状组织是由于在加热的时候温度过高，冷却的时候耗费的时间较长导致的，因此，魏氏组织和网状组织均属于过热组织。
通过以上分析能够知道，钢的韧性下降，是由于过热组织引起的，这也是齿轮轴在运行使用的过程中出现断裂情况的主要原因。因此，为了使得齿轮轴在后期中不出现故障，就要在制作的时候注意加热的温度以及后期的冷却的速度。
1.4 测试硬度
通过对齿轮轴外表硬度进行测试，得出最终的硬度测试数据平均值为203HB（布氏硬度），低于制作规定的要求（270～300单位：HB），从数据中能够看出测试的齿轮轴制作的时候没有经过调质处理。
通过上述的分析，笔者以实际运用中遇到的一些问题，提出以下几点改进措施，在制作上加强监督、避免在今后的生产和使用的过程中再出现类似的故障，影响减速机的正常运行，具体措施如下：
在齿轮轴成产制造的过程中必须要严格按照设计的图纸进行施工制作，选用材料的时候要结合实际的使用情况，选择合适的材料进行热处理；
若是原材料中存在晶体粗大、组织缺陷的材料，在制作的时候热处理要采取正火处理手段，将晶体细化，以此消除材料中的各类组织；
结合实际的情况要对制造设计图纸进行适当的调整，促使断槽的位置避开断截面的位置，避免应力集中影响齿轮轴的使用质量。
2 结束语
综上所述，通过分析减速机高速齿轮轴的断裂问题的分析，要结合实际的情况选用合适的材料，并根据材料的类型选择适当的热处理工艺，确保齿轮轴的使用质量。
参考文献
[1] 王长健.高速齿轮轴断齿原因分析[J].表面技术，2016，45（6）： 192-197.
[2] 魏志刚，宋艳会，张友冬，等.冷却塔风机减速机伞齿轮断裂失效分析[J].化工時刊，2016，30（9）：1-3.