关于装配发动机曲轴正时齿轮装配组件的研究设计

朱 岩，周柱昌

（广西玉柴机器股份有限公司，广西 玉林537005）

1 技术领域现状

正时齿轮安装于发动机曲轴上，装配方法是将齿轮加热后压入曲轴小头。为了保证安装位置的准确，通常在曲轴小头圆柱侧面设有半圆键槽，在正时齿轮侧面设有一定位孔，要求半圆键槽中心和正时齿轮中心都必须与曲轴第一连杆颈中心处在同一平面，要满足此种条件的装配非常困难。目前，市场上尚无专用的曲轴正时齿轮装配组件，曲轴正时齿轮装配组件的研究尚处于空白。

2 背景技术

技术更改后，曲轴正时齿轮与曲轴采用无键装配，且发动机曲轴小头和正时齿轮之间的装配采用无定位键槽的过盈配合结构，该结构有利于提高曲轴小头的强度，防止断裂等现象的出现，但在装配过程中难以准确定位齿轮与曲轴的周向相对位置，给装配过程增加了难度。具体来讲，现有正时齿轮装配技术存在以下问题：

（1）装配稳定性差。曲轴压进正时齿轮之后，正时齿轮与曲轴小头之间会产生的位置偏差，改变了正时齿轮与曲轴小头的相对位置，影响曲轴正时齿轮的稳定性。

（2）装配精度低。在装配曲轴和正时齿轮时，难以确定正时齿轮和曲轴小头之间的相对位置；在将曲轴正时齿轮压进曲轴之后，难以确定正时齿轮与曲轴小头之间的位置偏差。

（3）压装难度大，由于正时齿轮与曲轴之间的过盈量增大，压进曲轴正时齿轮的力增大和难度加大，需要提高的压装力才能将曲轴正时齿轮压进曲轴小头。

3 总体设计

为了克服现有技术中压装难度大、装配稳定性差及精度低的问题，设计了一种曲轴正时齿轮装配组件（见图1、图2），提出了一种新的曲轴正时齿轮装配方法，以实现减轻压装难度，并提高装配稳定性和精度。

图1 曲轴正时齿轮装配组件及方法的结构示意图的轴向剖视图

图2 曲轴正时齿轮装配组件及方法的安装示意图的轴向剖视图

这种曲轴正时齿轮装配组件包括：包括导向轴1和导向套6，其中，导向套6可以轴向滑动套装在导向轴1上。在导向轴1上，可以在远离导向套6的一端设有定位键10，定位键10位于导向轴的底部；在靠近定位键10的一端设有限位销5，限位销5位于导向轴1的侧面，用于限制导向轴1和导向套6之间的相对位置。在导向套6上，可以在远离导向轴1的一端设有定位销3，定位销3与导向轴1平行，且靠近导向轴1；在靠近定位销3的一端的设有肩台结构11，肩台结构11设置在导向套6的外围；在定位销3远离定位键10的一端设有弹簧4；在肩台结构11上靠近定位键10的一端径向设置锁紧螺钉2，紧锁螺钉2相对导向套6径向设置、且与导向轴1和导向套6可拆卸地连接。具体地，在锁紧螺钉2上设有外螺纹，在肩台结构11的相应位置设有与锁紧螺钉2相配合的内螺纹，在导向轴1的相应位置设置与锁紧螺钉2相配合的内螺纹，导向轴1与导向套6之间通过锁紧螺钉2螺纹配合连接。其中，曲轴正时齿轮装配组件，可以根据需要装配的曲轴小头的结构尺寸，正时齿轮的结构尺寸，以及曲轴与正时齿轮之间的装配要求进行设置，定位键10和定位销3的相互角度位置可以根据曲轴小头7与正时齿轮8之间的安装角度确定。

这种曲轴正时齿轮装配组件，在导向轴上设置限位销，在导向套上设有锁紧螺钉，可以限制和固定导向轴与导向套的相对位置。并且，在导向轴上还设有定位键，在导向套上设有定位销，这样可以在无键结构的情况下，进行大过盈配合的曲轴正时齿轮的装配。而且，在曲轴与正时齿轮装配过程中，导向轴上的定位键可以固定装配组件和曲轴小头的相对位置，导向套上的定位销可以固定正时齿轮和装配组件的相对位置，从而可以通过导向轴与导向套固定曲轴与正时齿轮的相对位置；在装配曲轴正时齿轮时，曲轴正时齿轮装配组件既可以起初定位作用，又可以在正时齿轮与曲轴的压装过程中，克服现有技术中装配曲轴正时齿轮时正时齿轮相对曲轴小头的相位角度变动的问题，保持正时齿轮和曲轴的相互角度不变，从而实现减轻压装难度，保证曲轴正时齿轮的装配精度和装配质量的稳定性[1，2]。

在装配正时齿轮时，先把加热后的8-正时齿轮上的定位孔对准3-定位销卡到1-导向轴上，然后一手拿着6-导向套，一手扶着11-肩台结构，把10-定位键插到7-曲轴小头的定位孔中，随后把9-压装机构往7-曲轴小头方向轻轻一推，便可完成正时齿轮的装配。

4 结语

本文所提到的这种曲轴正时齿轮装配组件通过使用了导向轴和导向套以及几个定位销，完成对正时齿轮的定位。经生产实践应用验证，这种技术使得安装质量得到了进一步的提升，在进一步提升的同时控制成本，结构相对简单，操作简便。在内燃机制造领域，想要节约成本，提高效率，保证质量以及装配的稳定性，就必须要与时俱进，不断的对现在的工具进行突破和创新，任何技术的突破都需要创新，只有创新，才能让人看得更高更远更全面，只有这样，才能在时代的潮流中稳步前行。