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转向泵传动轴接口处强度分析 姚建军 蓝宇翔 (广西玉柴机器股司工程研究院 广西 玉林 537005) 摘要 某发动机转向泵传动轴接口处出现断裂现象，本文使用 Abaqus 软件仿真，模拟转向泵传动轴接口处工作情况，找到造成失 效原因，并提出有效的改进措施 关键词： Abaqus 、转向泵、传动轴接口强度 1 前言 某发动机转向泵和空压机之间通过传动轴十字接头+传动套连接，空压机连接凸缘、传动套之间的配合面发 生异常磨损，造成配合间隙变大，受力情况恶化，引起恶性循环，导致空压机连接凸缘和传动套断裂，为了找出 故障原因，需要进行有限元分析。 2 有限元模型和边界条件 2.1 转向泵参数计算 1、转向泵功率，计算公式如下： P △P ×Q △P ×V ×n 其中: △P 为转向油泵工作压力 Q 为转向油泵输出流量 n 为转向泵转速 2 、最大轴传递扭矩计算公式如下（图纸技术条件，功率最大时按功率的 85%计算）： M=9549.3 ×P ×85%/n=9549.3 ×△P ×V ×85% 3 、转向泵参数，如表 1： 表 1 转向泵参数 参数 数值 泵压△P (Mpa) 17 排量 V(Ml/r) 20 最大扭矩发动机转速(rpm) 1600 转向泵与发动机转速比 1.2 转向泵功率(Kw) 9.25 最大扭矩 M(N.mm) 4.60 ×104 该柴油机是大缸径六缸机，曲轴长度大，运动件质量大，扭振幅度大，自振频率低，需要考虑扭振的影响， 按《机械设计手册》，原动机为多缸内燃机，工作特性中等振动，工作机为转向泵，工作特性均匀平稳，因此取使 用系数 KA=1.25 ，计算时取扭矩 4 4 Mmax=M ×KA =4.60 ×10 ×1.25=5.75 ×10 (N.mm) 2.2 有限元模型 有限元模型包括空压机轴头、转向泵轴头、传动套。零件尺寸公差取配合间隙最大的值，过渡圆角取最小值， 零件有限元模型单元是六面体 C3D8R。模型的节点数及单元数见表 2，有限元模型见图 1。 1 有限元网格用 hypermesh 软件划分，在 Abaqus/CAE 里施加边界条件，用 Abaqus 求解。 表 2 有限元模型节点数和单元数 零件 单元数 节点数 空压机轴 31608 35052 转向泵轴 32744 36510 传动套 38964 44106 2.3 材料特性 表 3 是各零件所用材料及其材料参数，其中疲劳强度是弯曲疲劳极限。 表 3 模型材料特性 零件 材 料