[发明专利]发动机齿轮与轴过盈配合的设计方法

说明书

本发明公开了一种发动机齿轮与轴过盈配合的设计方法，包括步骤：S1、明确齿轮与轴的基本尺寸、材料参数、结合面粗糙度、工作温度及装配方式；S2、计算最小过盈量；S3、计算最大过盈量；S4、确定齿轮与轴的过盈量的选用范围；S5、分析评价计算结果是否满足预期设计指标；S6、确定最终齿轮与轴的过盈量，设计齿轮与轴的尺寸及公差。本发明的发动机齿轮与轴过盈配合的设计方法，可以简单、高效的完成齿轮与轴过盈配合的优化设计，缩短设计周期，节省设计成本，从而更好地实现发动机零部件的设计。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体地说，本发明涉及一种发动机齿轮与轴过盈配合的设计方法。

背景技术

发动机中有大量的齿轮与轴过盈配合结构，这种结构主要用来传递扭矩，若过盈量不够，工作中齿轮会发生松动，但是过盈量设计过大，在装配过程中，容易出现塑性变形及断裂，影响零件寿命，大大降低发动机的使用寿命。合理的过盈量可以提高齿轮及轴的使用寿命，大大降低产品的设计及生产成本。

在齿轮与轴过盈配合的设计工作中，由于发动机工况复杂，目前大多数都是设计师根据自己设计经验、工艺及齿轮厂家的推荐来确定齿轮与轴的过盈量范围，再利用有限元模拟分析计算齿轮与轴的强度及载荷。然后通过大量的试验验证，不断对过盈量进行调整和结构基本尺寸修改，直到满足要求，这样不仅设计周期长，而且设计成本大大增加。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种发动机齿轮与轴过盈配合的设计方法，目的是缩短设计周期。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：发动机齿轮与轴过盈配合的设计方法，包括步骤：

S1、明确齿轮与轴的基本尺寸、材料参数、结合面粗糙度、工作温度及装配方式；

S2、计算最小过盈量；

S3、计算最大过盈量；

S4、确定齿轮与轴的过盈量的选用范围；

S5、分析评价计算结果是否满足预期设计指标；

S6、确定最终齿轮与轴的过盈量，设计齿轮与轴的尺寸及公差。

所述步骤S5中，当计算结果未达到预期设计指标时，对相关参数进行优化设计，并重新执行步骤S2、S3和S4；当计算结果达到预期设计指标时，输出优化设计结果。

所述步骤S1中，齿轮与轴的装配方式包括涨缩法装配和压入法装配。

所述步骤S2包括：

S201、计算传递力F；

S202、计算传递载荷所需的最小结合压力P_min；

S203、计算传递载荷所需的最小有效过盈量δ_emin；

S204、计算最小过盈量δ_min。

所述步骤S201中，F_X为齿轮受到的轴向力，M为齿轮受到的扭矩，d_f为结合面直径。

所述步骤S202中，L为结合面的长度，u为摩擦系数。