第38卷(2016)第2期结构与可靠性
柴油机 Diesel Engine
某低速柴油机曲轴齿轮过盈装配分析
王奎，刘利军，宋雅丽
（中船动力研究院有限公司，上海200129）
Vol. 38(2016) No. 2
摘要：根据某低速荣油机曲轴齿轮装配的实际工况，建立齿轮及过盈轴的三维有限元模型，对曲轴齿轮过盈装配进行分析。研究了不同装配过盈量下齿轮的应力分布情况，得出齿轮装配过盈量对齿轮受力影响的规律：并通过与增加凹槽模型的计算结果的对比，得到改善齿轮应力分布的方法。
关键词：低速柴油机；曲轴齿轮；过盈装配；应力分布
中图分类号：TK423.3*1
文献标识码：A
文章编号：10014357(2016)020029-05
Analyses of InterferenceFit of CertainLow-speed Diesel Engine Crankshaft Gear
Wang Kui, Liu Lijun, Song Yali
(China Shipbuilding Power Engineering Institute Co., Ld., Shanghai 200129)
Abstract: According to the actual working conditions of crankshaft gear assembly of certain low-speed diesel engine, the three-dimensional finite element model was set up, and the interference fit was ana-lyzed. The stress distributions of the gear under different interference values were studied, which lead the discipline of the influence of gear assembly interference on the force of gear. Together with the compari-son with the results of adding groove model, the methods which improve the stress distribution of the gear were obtained
Key words: low-speed diesel engine; crankshaft gear; interference fit; stress distribution
引言 o
曲轴和正时齿轮的装配采用过盈连接，工程实际中常出现“打齿”现象，通过大量的工程实践发现：过盈量大是导致齿轮打齿失效的主要原因之二(1)。因此，研究曲轴和正时齿轮装配过盈量对齿轮受力的影响，并据此设计出合理的过盈量已成为低速大功率柴油机设计的一个重要课题。本文采用有限元分析技术，通过定义齿轮轴孔处的非线性接触(2.3)以及过盈量，研究过盈量对齿轮应力分布的影响，并进一步研究改善齿轮过盈装配应力分布的方法。
某低速柴油机曲轴齿轮的基本参数如表1所示。齿轮内圆与曲轴配合面的基本尺寸为1140mm。
表1曲轴齿轮的基本参数
齿数z 模数m，/mm 压力角a/（°）基圆直径d,/mm 齿顶圆直径d/mm
152 10 20 1428.3328 1521.940
装配前对曲轴齿轮尺寸测量时发现：过盈值略大于设计的过盈值。为判断是否可用，须对该处过盈装配进行分析。曲轴齿轮的装配实物如图1所示。
1
曲轴齿轮过盈装配有限元分析
1.1有限元网格模型
建立三维实体模型，在有限元前处理软件中建立网格模型。采用映射的方式生成六面体网格，曲
收稿日期：2015-05-29；修回日期：2015-08-27
作者简介：王奎（1988-），男，助理工程师，主要研究方向为发动机强度和疲劳分析，E-mail：wk@espi.net.en。