CN216617676U - 一种柴油机用前端齿轮系结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种柴油机用前端齿轮系结构，包括曲轴前端主轴颈，曲轴前端主轴颈上轴向由内置外依次套设曲轴正时齿轮、曲轴皮带轮，三者通过曲轴皮带轮螺栓及曲轴皮带轮压板固定连接；曲轴前端主轴颈包括曲轴前端主轴颈定位轴段，曲轴前端主轴颈定位轴段一侧为曲轴前端主轴颈承载轴段，曲轴前端主轴颈承载轴段端部钻设连接螺孔。本实用新型结构简单，占用空间小；保留了前端轮系驱动小巧特征的基础上，利用螺栓螺纹紧固体、压紧体及端面支撑体的轴向空间，以梅花状分布式螺栓组的形式实现了前端紧固力的增大，同时又保证了摩擦面直径的最大化，从而达到了在原齿轮系基本不变的情况下前端最大驱动能力的有效提升，增加了柴油机前后端输出的适配范围。

Description

一种柴油机用前端齿轮系结构

技术领域

本实用新型属于柴油发动机技术领域，涉及柴油机用前端齿轮系结构。

背景技术

常见的前端轮系的柴油机的功率输出端一般位于飞轮联结的后端，前端仅能传递以单个螺栓压紧的皮带轮或齿轮系PTO输出的小功率载荷。随着工程机械及农用机械功能的提升，对发动机功率输出方式提出多端口输出的匹配要求，前端输出功率的提升需求日益增多。

提升前端轮系柴油机前端输出功率的方式一般有三种方式：一、重新定义前端轮系布置，改变模数及齿数加大曲轴正时皮带轮直径获得更大功率输出可能；二、曲轴正时齿轮1内孔同曲轴前端变更为热套过盈装配，加大的皮带轮固定于加大的齿轮上实现更大功率输出；三、单纯性加大前端皮带轮压紧螺栓拧紧力矩提升前端功率输出能力；

以上三种方式均存在一定弊病，第一种方式对发动机前端设计改动较大，甚至影响机体前端三轴孔结构设计；第二种方式因齿轮加热温度受相变的影响，过盈量受限，且对齿轮材质和装配工艺要求较高；第三种方式存在单螺栓强度受限力矩加大有限或螺栓加粗后拧紧力矩过大拧紧工艺不佳。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种柴油机用前端齿轮系结构，能解决以上三种方式均存在一定弊病的问题，且最大驱动能力的有效提升。

按照本实用新型提供的技术方案：一种柴油机用前端齿轮系结构，包括曲轴前端主轴颈，曲轴前端主轴颈上轴向由内置外依次套设曲轴正时齿轮、曲轴皮带轮，三者通过曲轴皮带轮螺栓及曲轴皮带轮压板固定连接； 曲轴前端主轴颈包括曲轴前端主轴颈定位轴段，曲轴前端主轴颈定位轴段一侧为曲轴前端主轴颈承载轴段，曲轴前端主轴颈承载轴段端部钻设连接螺孔，曲轴前端主轴颈定位轴段外周均设适配的曲轴前端轴段螺栓避让槽，曲轴前端轴段螺栓避让槽之间开设曲轴前端主轴颈正时键槽。

作为本实用新型的进一步改进，曲轴前端轴段螺栓避让槽为圆弧状，其圆心与连接螺孔同轴，其内积圆直径小于曲轴前端主轴颈定位轴段直径。

作为本实用新型的进一步改进，曲轴正时齿轮中开有曲轴正时齿轮前端轴段配合内孔，曲轴正时齿轮前端轴段配合内孔内均设曲轴正时齿轮螺栓避让孔，曲轴正时齿轮螺栓避让孔之间设有曲轴正时齿轮正时键槽。

作为本实用新型的进一步改进，曲轴正时齿轮前端轴段配合内孔与曲轴前端主轴颈定位轴段尺寸适配；曲轴正时齿轮外周设有齿形；曲轴正时齿轮螺栓避让孔为圆弧状，其圆心与连接螺孔同轴，其内积圆直径小于曲轴前端主轴颈定位轴段直径。

作为本实用新型的进一步改进，曲轴皮带轮中开有曲轴皮带轮前端轴段配合内孔，曲轴皮带轮前端轴段配合内孔内均设曲轴皮带轮螺栓避让孔，曲轴皮带轮螺栓避让孔之间设有曲轴皮带轮正时键槽。

作为本实用新型的进一步改进，曲轴皮带轮前端轴段配合内孔与曲轴前端主轴颈定位轴段尺寸适配；曲轴皮带轮外周设有皮带安装槽；曲轴皮带轮螺栓避让孔为圆弧状，其圆心与连接螺孔同轴，其内积圆直径小于曲轴前端主轴颈定位轴段直径。

作为本实用新型的进一步改进，曲轴前端轴段螺栓避让槽、连接螺孔的数量至少3个，曲轴前端主轴颈正时键槽的数量为1。

作为本实用新型的进一步改进，曲轴正时齿轮螺栓避让孔的数量至少3个，曲轴正时齿轮正时键槽的数量为1。

作为本实用新型的进一步改进，曲轴皮带轮螺栓避让孔的数量至少3个，曲轴皮带轮正时键槽的数量为1。

本申请的积极进步效果在于：

本实用新型结构简单，占用空间小；保留了前端轮系驱动小巧特征的基础上，利用螺栓螺纹紧固体、压紧体及端面支撑体的轴向空间，以梅花状分布式螺栓组的形式实现了前端紧固力的增大，同时又保证了摩擦面直径的最大化，从而达到了在原齿轮系基本不变的情况下前端最大驱动能力的有效提升，增加了柴油机前后端输出的适配范围。

附图说明

图1为本实用新型前端齿轮系结构视图。

图2为本实用新型曲轴前端主轴颈主视图。

图3为本实用新型曲轴前端主轴颈剖视视图。

图4为本实用新型曲轴正时齿轮主视图。

图5为本实用新型曲轴正时齿轮剖视视图。

图6为本实用新型曲轴皮带轮主视图。

图7为本实用新型曲轴皮带轮剖视视图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，“包括”和“具有”等类似术语，是指除了已经在“包括”和“具有”中所罗列的那些内容以外，还可以“包括”和“具有”其它尚未罗列的内容；例如，可以包含一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，不必限于已经清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1-7中，包括曲轴皮带轮压板1、曲轴皮带轮螺栓2、曲轴皮带轮3、曲轴正时齿轮4、曲轴前端主轴颈5、曲轴皮带轮螺栓避让孔6、曲轴正时齿轮螺栓避让孔7、曲轴前端轴段螺栓避让槽8、曲轴皮带轮前端轴段配合内孔9、曲轴正时齿轮前端轴段配合内孔10、曲轴前端主轴颈定位轴段11、正时键槽12、曲轴前端主轴颈承载轴段13、连接螺孔14等。

如图1所示，本实用新型是一种柴油机用前端齿轮系结构，包括曲轴前端主轴颈5，曲轴前端主轴颈5上轴向由内置外依次套设曲轴正时齿轮4、曲轴皮带轮3，三者通过曲轴皮带轮螺栓2及曲轴皮带轮压板1固定连接。

如图2-3所示，曲轴前端主轴颈5包括曲轴前端主轴颈定位轴段11，曲轴前端主轴颈定位轴段11一侧为曲轴前端主轴颈承载轴段13。曲轴前端主轴颈承载轴段13端部钻设连接螺孔14，曲轴前端主轴颈定位轴段11外周均设适配的曲轴前端轴段螺栓避让槽8，曲轴前端轴段螺栓避让槽8之间开设曲轴前端主轴颈正时键槽12-1。

曲轴前端轴段螺栓避让槽8为圆弧状，其圆心与连接螺孔14同轴，其内积圆直径小于曲轴前端主轴颈定位轴段11直径。

如图4-5所示，曲轴正时齿轮4中开有曲轴正时齿轮前端轴段配合内孔10，曲轴正时齿轮前端轴段配合内孔10内均设曲轴正时齿轮螺栓避让孔7，曲轴正时齿轮螺栓避让孔7之间设有曲轴正时齿轮正时键槽12-2。

曲轴正时齿轮前端轴段配合内孔10与曲轴前端主轴颈定位轴段11尺寸适配。

曲轴正时齿轮4外周设有齿形。

曲轴正时齿轮螺栓避让孔7为圆弧状，其圆心与连接螺孔14同轴，其内积圆直径小于曲轴前端主轴颈定位轴段11直径。

如图6-7所示，曲轴皮带轮3中开有曲轴皮带轮前端轴段配合内孔9，曲轴皮带轮前端轴段配合内孔9内均设曲轴皮带轮螺栓避让孔6，曲轴皮带轮螺栓避让孔6之间设有曲轴皮带轮正时键槽12-3。

曲轴皮带轮前端轴段配合内孔9与曲轴前端主轴颈定位轴段11尺寸适配。

曲轴皮带轮3外周设有皮带安装槽。

曲轴皮带轮螺栓避让孔6为圆弧状，其圆心与连接螺孔14同轴，其内积圆直径小于曲轴前端主轴颈定位轴段11直径。

在本实施例中，曲轴皮带轮螺栓避让孔6、曲轴正时齿轮螺栓避让孔7、曲轴前端轴段螺栓避让槽8、连接螺孔14的数量至少3个，曲轴前端主轴颈正时键槽12-1、曲轴正时齿轮正时键槽12-2、曲轴皮带轮正时键槽12-3的数量为1。

至少3枚曲轴皮带轮螺栓2依次穿过曲轴皮带轮压板1曲轴皮带轮螺栓避让孔6、曲轴正时齿轮螺栓避让孔7、曲轴前端轴段螺栓避让槽8拧入连接螺孔14，完成曲轴皮带轮3、曲轴正时齿轮4、曲轴前端主轴颈5的连接。平键嵌入曲轴前端主轴颈正时键槽12-1、曲轴正时齿轮正时键槽12-2、曲轴皮带轮正时键槽12-3，完成曲轴皮带轮3、曲轴正时齿轮4、曲轴前端主轴颈5的扭矩传递连接。

本实用新型的工作过程如下：

曲轴皮带轮3、正时齿轮及曲轴前端轴段的避让孔以螺栓组直径为基础设计，各零件避让孔同螺栓组杆部间隙一般在0.2~1mm，避让孔分布的最大直径应小于结合面设计最大有效直径1.5~5mm，同时又大于结合面配合内径，配合结合孔配合面呈。

如图2所示，配合螺栓组通过螺栓组盖板压紧皮带轮、正时齿轮于曲轴前端，螺栓螺纹啮合点位于了曲轴前端主轴颈5，故螺栓组长度较原螺栓长度，长约50~120mm。

根据齿轮系模数大小，曲轴皮带轮3同正时齿轮的结合面外径、正时齿轮同曲轴前端面结合面外径可以齿轮齿顶圆直径为设计参考，齿顶圆倒角后的直径为可实现的结合面最大有效直径，实际结合面外直径一般略小于该直径0.5~3.5mm。

以曲轴皮带轮3同齿轮及正时齿轮同曲轴前端结合面外径为基础，根据输出力矩要求及结合面许用承载强度，确定结合面内径，一般结合面内、外径差3~7mm；

根据设计所需的齿轮系及皮带轮合计的前端总输出力矩，结合端面摩擦系数、结合面承载压强，以设计的结合面内、外直径确定前端皮带轮轴向螺栓组预紧力；以螺栓组预紧力、设计结合面内径为基础确定螺栓组直径及数量和分布圆周直径参数；在提升螺栓组预紧力的要求下，可考虑减少螺栓安装面直径（内六角、小法兰）等方式保证安装工艺性的前提下尽量提升螺栓组直径及数量。

实现了不改变原前端轮系的前提下，仅通过改变曲轴正时齿轮1局部结构，如小幅度加大齿轮同曲轴前端及皮带轮的接触面直径，增加齿轮的轴向承载力和周向摩擦力矩的能力；通过优化齿轮、皮带轮内径结构，结合曲轴前端轴段外径结构，以孔形式充分加大螺栓组的分布直径，实现了更多螺栓数目的装配实现，从而加大了皮带轮、齿轮的驱动力矩，达成了前端更大功率输出的目的。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1. 一种柴油机用前端齿轮系结构，其特征在于，包括曲轴前端主轴颈（5），曲轴前端主轴颈（5）上轴向由内至外依次套设曲轴正时齿轮（4）、曲轴皮带轮（3），三者通过曲轴皮带轮螺栓（2）及曲轴皮带轮压板（1）固定连接； 曲轴前端主轴颈（5）包括曲轴前端主轴颈定位轴段（11），曲轴前端主轴颈定位轴段（11）一侧为曲轴前端主轴颈承载轴段（13），曲轴前端主轴颈承载轴段（13）端部钻设连接螺孔（14），曲轴前端主轴颈定位轴段（11）外周均设适配的曲轴前端轴段螺栓避让槽（8），曲轴前端轴段螺栓避让槽（8）之间开设曲轴前端主轴颈正时键槽（12-1）。

2.如权利要求1所述的柴油机用前端齿轮系结构，其特征在于，曲轴前端轴段螺栓避让槽（8）为圆弧状，其圆心与连接螺孔（14）同轴，其内积圆直径小于曲轴前端主轴颈定位轴段（11）直径。

3.如权利要求1所述的柴油机用前端齿轮系结构，其特征在于，曲轴正时齿轮（4）中开有曲轴正时齿轮前端轴段配合内孔（10），曲轴正时齿轮前端轴段配合内孔（10）内均设曲轴正时齿轮螺栓避让孔（7），曲轴正时齿轮螺栓避让孔（7）之间设有曲轴正时齿轮正时键槽（12-2）。

4.如权利要求3所述的柴油机用前端齿轮系结构，其特征在于，曲轴正时齿轮前端轴段配合内孔（10）与曲轴前端主轴颈定位轴段（11）尺寸适配；曲轴正时齿轮（4）外周设有齿形；曲轴正时齿轮螺栓避让孔（7）为圆弧状，其圆心与连接螺孔（14）同轴，其内积圆直径小于曲轴前端主轴颈定位轴段（11）直径。

5.如权利要求1所述的柴油机用前端齿轮系结构，其特征在于，曲轴皮带轮（3）中开有曲轴皮带轮前端轴段配合内孔（9），曲轴皮带轮前端轴段配合内孔（9）内均设曲轴皮带轮螺栓避让孔（6），曲轴皮带轮螺栓避让孔（6）之间设有曲轴皮带轮正时键槽（12-3）。

6.如权利要求5所述的柴油机用前端齿轮系结构，其特征在于，曲轴皮带轮前端轴段配合内孔（9）与曲轴前端主轴颈定位轴段（11）尺寸适配；曲轴皮带轮（3）外周设有皮带安装槽；曲轴皮带轮螺栓避让孔（6）为圆弧状，其圆心与连接螺孔（14）同轴，其内积圆直径小于曲轴前端主轴颈定位轴段（11）直径。

7.如权利要求1所述的柴油机用前端齿轮系结构，其特征在于，曲轴前端轴段螺栓避让槽（8）、连接螺孔（14）的数量至少3个，曲轴前端主轴颈正时键槽（12-1）的数量为1。

8.如权利要求3所述的柴油机用前端齿轮系结构，其特征在于，曲轴正时齿轮螺栓避让孔（7）的数量至少3个，曲轴正时齿轮正时键槽（12-2）的数量为1。

9.如权利要求5所述的柴油机用前端齿轮系结构，其特征在于，曲轴皮带轮螺栓避让孔（6）的数量至少3个，曲轴皮带轮正时键槽（12-3）的数量为1。

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