零件的花鍵部位經(jīng)高頻淬火或硬度很高，大57~59HRC，零件工作過(guò)程中也具有反向轉(zhuǎn)動(dòng)，工作應(yīng)力也并未造成過(guò)載荷。此時(shí)，零件也是在縱向剪切應(yīng)力作用下疲勞裂紋在花鍵齒槽部位產(chǎn)生向軸心部位發(fā)展。裂紋在縱向剪切面產(chǎn)生后，在正應(yīng)力作用下，呈45o角發(fā)展。由于零件具有反向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，斷裂在兩側(cè)產(chǎn)生后同時(shí)向齒心部位發(fā)展，斷裂后的斷口，在每一個(gè)齒上呈“V”形凹入，狀似“蓮花”瓣。這類(lèi)斷口與“星形”斷口類(lèi)似，同屬于應(yīng)力接近強(qiáng)度的典型的扭轉(zhuǎn)疲勞破壞。所不同的是由于花鍵經(jīng)高頻淬火，齒部破壞后具有明顯的正斷特征。
綜上所述，可以看出驅(qū)動(dòng)軸的斷裂與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和材料強(qiáng)度都有關(guān)系。驅(qū)動(dòng)軸采用整體調(diào)質(zhì)，其硬度為269~305HB，強(qiáng)度較低，材料的強(qiáng)度潛力根本沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)，這是造成驅(qū)動(dòng)軸斷裂的主要原因之一。其次，花鍵處高頻淬火不但沒(méi)能提高零件的疲勞強(qiáng)度，反而大大降低了花鍵根部的疲勞強(qiáng)度，這也是造成斷裂的另一個(gè)原因。再次，驅(qū)動(dòng)軸的錐度配合往往由于偏心螺栓松動(dòng)和磨損，起不到傳遞扭矩的作用，反而造成花鍵根部應(yīng)力集中而提早在花鍵根部產(chǎn)生疲勞破壞，這也是造成斷裂的另一個(gè)原因。
齒根斷裂是由于齒輪旋轉(zhuǎn)過(guò)程中反復(fù)加載，在齒根去危險(xiǎn)斷面位置產(chǎn)生應(yīng)力集中，當(dāng)彎曲應(yīng)力超過(guò)材料的彎曲疲勞極限時(shí)就可能發(fā)生齒輪的疲勞折斷。為防止吃困的疲勞折斷，除了適當(dāng)?shù)奶岣叱喌挠不瘜拥挠捕取?qiáng)化輪齒表面、保持合理的硬化層深度，在吃廓硬化區(qū)形成有利的殘余應(yīng)力以外，齒廓硬化層分布的形狀對(duì)斷齒有重要的影響。花鍵采用高頻加熱淬火，表面硬度很（57~59HRC），但硬化層較淺，零件的整體強(qiáng)度不高。為此，在驅(qū)動(dòng)軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，將通體花鍵軸和驅(qū)動(dòng)軸接盤(pán)的內(nèi)花鍵進(jìn)行中頻淬火，零件的淬硬層可達(dá)2~8mm，提高疲勞強(qiáng)度。從室內(nèi)扭轉(zhuǎn)疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，采用中頻淬火的花鍵軸在超負(fù)荷條件下的有限壽命提高了幾十倍。
