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汽車鏈的主要失效形式為：鏈條的磨損失效、鏈條的斷裂失效、滾子或套筒的破裂失效、鏈條的死節失效。
（1）磨損失效
試驗研究表明，汽車鏈的主要磨損機制為疲勞磨損，有時伴有磨粒磨損、粘著磨損。國產06BT-1汽車鏈在臺架試驗和發動機總成試驗500小時后，其平均磨損伸長率ε=0.20%，國產06BT-2汽車鏈在道路試驗10萬公里后，其平均磨損伸長率ε=1.0%。同時，應該指出，06BT-1臺架試驗500小時的磨損曲線上呈現了多處“平臺”，并不表明磨損過程不在進行，而是進一步證實了銷軸、套筒零件在磨損試驗中疲勞裂紋生成，擴展與剝落的動態過程。“平臺”越長，表明磨損剝落周期越長，其耐磨性越高。
（2）鏈板斷裂失效
汽車鏈鏈板的斷裂失效，對于單排鏈條并不是主要的失效形式，雖然有時也發生這種現象，但概率不大。但對于雙排鏈，出現鏈板斷裂失效的情況卻比較多，主要表現在雙排鏈由于在高速多沖交變循環載荷作用下，由于中鏈板與銷軸常為間隙配合的結構型式所限，其銷軸與外鏈板、套筒與內鏈板的聯結牢固度（壓出力或松動扭矩）的衰減程度要比單排鏈嚴重得多，當聯結牢固度衰減至一定程度后，導致外鏈板向外移出銷軸并斷裂失效，這就是所謂的鏈條“散架”現象。而正常的疲勞斷裂常發生在內鏈板上。
06BT-2汽車正時鏈在某皮卡車道路行駛10萬公里時即發生了外鏈板斷裂失效現象。失效分析的檢驗結果表明，其銷軸與外鏈板的聯結牢固度平均衰減了75%以上，個別鏈節用手即可松動銷軸與外鏈板。應該指出，由于聯結牢固度的衰減，致使銷軸與外鏈板、套筒與內鏈板之間產生了微動磨損，微動磨損產生的磨屑作為第三體的磨料進入銷軸與套筒鉸鏈副之間，使汽車鏈以疲勞磨損為主要磨損機制的狀況發生了變化，伴有越來越嚴重的磨粒磨損。微觀分析（SEM）表明，銷軸、套筒的磨損表面形貌除了疲勞剝落坑以外，還產生了深淺不一但方向一致的“犁溝”，從而加劇了鏈條的磨損。
（3）滾子破裂失效
汽車鏈在高速區工作時，滾子（或套筒）的沖擊疲勞破裂是其主要的失效形式。滾子作為鏈條與鏈輪的嚙合元件，它直接承受著較大的沖擊載荷，在循環應力作用下，在滾子的應力集中區即滾子端部會萌生疲勞裂紋，并逐漸向滾子中部擴展，當滾子的制造工藝與加工質量達不到要求時，裂紋不斷擴展并導致端部掉塊或整體破裂。當產生破裂的滾子達到一定數量時，由于與鏈輪處于非正常嚙合狀態，工作張力急劇增加，最終導致鏈條斷裂。
目前，常用的滾子成形方法有卷制和冷擠兩種，只要成形原理和模具精度符合要求，兩種不同工藝成形的滾子均可以滿足汽車鏈的使用工況。應該指出，卷制滾子接縫周邊的劃痕與展延、冷擠滾子內表面的縱向劃痕與端部的橫向臺階在制造過程中應盡量消除或控制。試驗研究表明，上述質量缺陷正是滾子破裂的疲勞裂紋源，也是影響汽車鏈國產化進程的一個重要“瓶頸”因素之一。
（4）鏈條“死節”失效
通常，汽車發動機用滾子鏈、套筒鏈發生“死節”失效現象很少，但對于汽車用齒形鏈，如果齒形鏈鏈輪的變位系數過大，表現在鏈輪量柱測量距過小，這種情況下，鏈板嚙合面下移至齒尖部位與輪齒干涉且產生嚴重的擠壓變形，鏈條出現“死節”失效現象，無法靈活轉動，甚至“擠死”。所以在齒形鏈鏈輪的設計和制造過程中要嚴格控制變位系數和量柱測量距，以確保齒形鏈和鏈輪的正確嚙合，發揮齒形鏈在高速區工作時噪聲較低的良好特性。
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