当前位置：文档之家 › 《柴油机曲轴设计》PPT课件

《柴油机曲轴设计》PPT课件

  • 格式：ppt
  • 大小：262.00 KB
  • 文档页数：20

下载文档原格式

  / 20

合集下载

曲轴构造解析ppt课件

曲轴构造解析ppt课件
多层推力轴承 1-凸肩 2-油槽
3-钢质薄壁 4-基层 5-镍涂 层 6-磨耗层 7-油孔 8-卷边
精选ppt
21
1
径向轴承
轴向轴承 8
2
轴向3 轴承
4
径7 向轴承 精选ppt
65
22
8、曲轴的轴向定位
（1） 结构：
在某一道主轴承的两侧装止推片。止推片由低 碳钢背和减磨层组成。
精选ppt
23
1.单面合金止推垫圈
缺点：缸心距加大，机体加长，制造成本增加。柴油机多用全支承曲轴。
2、主轴颈数等于或少于连杆轴颈数者称为非全支承曲轴。 优缺点与全支承曲轴恰好相反。多用于中小功率的汽油机。
精选ppt
15
3、曲轴上有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道， 以便润滑主轴颈和连杆轴颈。
精选ppt
16
4、曲柄和平衡重
曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈的。平衡重的作用
5-飞轮螺栓、螺母 6-曲轴凸缘盘... 7-填料油封... 8-主轴承盖
回油螺纹的 封油原理
20
7、曲轴主轴承
曲轴轴承按其承载方向可分为径向轴承和轴向（推力）轴承。...
径向轴承用于支承曲轴，一般用滑动轴承，即上、下两半轴瓦，少数大功率柴油机用 滚动轴承（与球墨铸铁铸成的组合式曲轴对应）。...
精选ppt
6
（二）曲轴的工作条件和要求
1、工作条件：
承受周期性变化的气体压力、往复惯性力、离心力以 及由此产生的扭矩、弯矩的共同作用。...
2、要求：
（1）足够的刚度、疲劳强度和冲击韧性；... （2）各工作表面润滑良好、耐磨；...
（3）旋转惯性力系达到良好的平衡（离心力合力及 其合力矩为零时称为完全平衡，亦称动平衡）。...

《曲轴组设计》课件

《曲轴组设计》课件

曲轴组设计的实验验证
实验验证是曲轴组设计的重要环节，通过实验测试来验证设计的可行性和 有效性。
实验测试包括曲轴组的装配、性能测试、疲劳寿命测试等，以评估曲轴组 的实际性能和可靠性。
根据实验结果，对设计进行必要的调整和优化，以满足实际应用的需求。
曲轴组设计的持续优化
曲轴组设计的持续优化是提高设计质量和性能的重要 手段。
低噪音、振动和油耗等。
03
曲轴组主要部件设计
曲轴设计
曲轴是发动机中最重要的部件之一， 其主要功能是承受气缸内气体压力通 过连杆将这种气体压力转变为曲轴的 旋转力，并向外输出。
曲轴的形状和结构对其工作性能和使 用寿命有着重要影响，因此需要进行 精确的设计和计算。
曲轴设计需要考虑强度、刚度、耐磨 性、抗疲劳性以及制造成本等因素。
详细描述
曲轴组由曲轴、轴承、连杆、活塞等部件组成，其设计直接影响到发动机的性能和可靠性。曲轴组的主要功能是 将气缸内燃烧产生的能量转化为旋转运动，并通过连杆和活塞的往复运动将旋转运动转化为直线运动，从而驱动 车辆前进。
曲轴组在发动机中的位置与作用
总结词
曲轴组位于发动机的下部，是发动机的核心部分之一。其作用是实现能量的转换和传递，为车辆提供 前进的动力。
详细描述
曲轴组位于发动机的下部，主要由曲轴、轴承、连杆和活塞等部件组成。曲轴组的作用是将气缸内燃 烧产生的能量转化为旋转运动，并通过连杆和活塞的往复运动将旋转运动转化为直线运动，从而驱动 车辆前进。曲轴组的设计和制造质量直接影响发动机的性能和可靠性。
曲轴组的构成与分类
总结词
曲轴组由曲轴、轴承、连杆、活塞等部件组成，根据不同的分类标准可以分为不同类型 。
强度分析
利用有限元分析等手段，对曲轴组进行强 度分析，确保其在各种工况下的安全性和 可靠性。

柴油机基本知识PPT课件

柴油机基本知识PPT课件
以上指标是发动机在台架试验中测 量考核的指标，与用户的实际情况存在 差异，影响的因素也较复杂。
第13页/共56页
四、四冲程柴油机基本工作原理
柴油机一个工作循环由四个工 作冲程组成，即： ◇进气冲程 ◇压缩冲程 ◇做功冲程 ◇排气冲程 柴油机的连续运转是由无限个 工作循环构成。
在柴油机四个工作冲程中，只有燃烧做功冲程 对外做功，其他三个冲程消耗能量。
气缸总 容积Va
第4页/共56页
◇活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部 之间的气缸容积称作压缩容积；
◇活塞从上死点移到下死点所扫过的容积 称作工作容积；
◇活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部 之间的气缸容积称作气缸总容积；
◇所有气缸的工作容积之和称为柴油机的
排量。
第5页/共56页
气缸压缩容积、工作容积、气缸总容积和总 排量之间的关系：
= + 气缸总容积Va
压缩容积Vc
工作容积Vs
柴油机排量Va = 气缸数 × 工作容积Vs L
第6页/共56页
二、柴油机分类
◇按冲程数分：有四冲程和二冲程。 四冲程：曲轴旋转两周完成一个工作循环 。 二冲程：曲轴旋转一周完成一个工作循环 。
◇按气缸排列方式分：有直列式、V型、W型 和星型排列等。
第7页/共56页
◇从万有特性上，可以清晰地了解到内 燃机在各种工况下的性能，很容易找出 最经济的负荷和转速。
◇在万有特性图上，最内层的等燃油消 耗率相当于内燃机运转的最经济区域， 等值曲线越向外，经济性越差。
第48页/共56页
WD615T4柴油机万有特性
第49页/共56页
等燃油消耗率曲线的形状与位置对 内燃机的实际使用经济性能有重要的影 响。
第41页/共56页

曲轴设计课件

曲轴设计课件
5.3 曲轴平衡块
曲轴的8个曲柄在轴向成镜面对称，平衡块 重量相同能保证柴油机具有最小的内力矩和轴 承负荷。
6.2 工艺措施
1、圆角滚压强化：表面产生剩余压应力，抵消部分 工作拉伸应力，从而提高曲轴的疲劳强度。
2、圆角淬火强化：用热处理方法使金属发生组织相 变，体积膨胀而产生残余压应力，从而提高曲轴 疲劳强度。
4、曲轴的主要参数
依据中国农业机械出版社出版的《柴油机 设计手册》选择参数如下： 曲柄销直径：dp=0.75D=0.75×280=210 曲柄销长度：lp=0.60D=0.6×280=168 曲柄臂厚度：h=0.25D=0.25×280=70 曲柄臂宽度：b=1.1D=1.1×280=308 主轴颈直径：dj=0.9D=0.9×280=252 主轴颈长度：lj=0.4D=0.4×280=112 曲轴圆角半径：r=0.045D=0.045×280=12.6 取r=15
5、曲轴的其它结构设计
5.1 润滑油通道 主轴颈设置有中心内孔，连杆颈内有两对开油孔， 每一曲柄有2个斜油孔在连杆颈内相交，在自由端 轴颈锥面有一油孔与主轴颈油道相通。
5.2 曲轴两端轴段结构 曲轴自由端设有一段锥面，用于安装曲轴齿轮和 卷簧减震器。曲轴输出端轴段上有一整体法兰， 用于安装联轴节。
3、喷丸强化处理：与滚压强化的道理一样，属于冷 作硬化变形。
4、氮化处理：使氮气渗入零件表面，金属体积增大 而产生挤压应力。
曲轴设计
主要内容
1、总述 2、曲轴的材料和工艺 3、曲轴的结构设计 4、曲轴主要参数 5、曲轴其它结构设计 6、提高曲轴疲劳强度的措施
1、总述
曲轴是发动机 中最重要的机件之 一，它的成本大约 占整机成本的十分 之一。它的尺寸参

柴油机结构和主要零部件PPT课件

柴油机结构和主要零部件PPT课件
第26页/共87页
（4）缸套的测量
用量缸表或内径百分表。测量部位： ①活塞位于上止点时第一道活塞环所对应的缸套位置； ②活塞位于行程中点时第一道活塞环所对应的缸套位置； ③活塞位于行程中点时最后一道刮油环所对应的缸套位 置； ④活塞位于下止点时最后一道刮油环所对应的缸套位置； 大型二冲程低速机，有气口且行程较长，可在气口上、 下方增加两个测量点。
第23页/共87页
7．常见故障
气缸套的损坏形式有内表面磨损、裂纹、拉缸、外表面的腐蚀和穴蚀 1）裂纹 ①部位：一般发生在应力集中的部位。如气口、布油槽及凸肩等处。 ②原因： ③检查方法：
第24页/共87页
2）磨损 （1）气缸套磨损的形式 ①熔着磨损：一般发生在活塞位于上止点时第一道活 塞环所对应的缸套位置。 ②腐蚀磨损：A、低温腐蚀 防止低温腐蚀的措施
动画演示
第38页/共87页
第39页/共87页
5．材料： 大型：活塞头用耐热铸钢、耐磨合金钢，裙部用铸铁 或合金铸铁。 中、高速机：铸铁、铝合金、铸钢。 合金铸铁：具有高的机械强度、较小的热膨胀系数和 良好的耐磨耐腐蚀性能，但重量大，散热性较差。 铝合金：重量轻，但热强度差，热膨胀系数大。 球墨铸铁和耐热合金钢：机械强度高，其它与合金铸 铁相近。
（1）缸套凸肩做得又高又厚，采用钻孔冷却，可降低 缸套上部的机械应力和热应力。 （2）缸套上部固定，下部呈自由状态，受热后可向下 膨胀。 （3）设有O型密封圈3、3a，防水漏入LR空间，可从 KB1孔检查 （4）O型密封圈6可防水漏入扫气箱，并防扫气箱空气 进入冷却水腔。可从KB孔检查 （5）上部注油点设有布油槽，均匀分布。 （6）缸套下部扫气口均匀分布。
B、高温腐蚀 ③磨料磨损：
（2）过度磨损
正常磨损：铸铁缸套的磨损量＜0.1mm/kh 套的磨损量＜0.01--0.03mm/kh

柴油机曲轴设计PPT课件

柴油机曲轴设计PPT课件
算方法，且有很多现成的工程分析软件， 如ansys，pro/e，UG等。 • 有限元计算精度关键取决于如何处理曲轴 的位移约束条件、加载方式、网格划分等， 这需要详细了解曲轴的工作情况和受力状 况。 • 安全系数n≧1.5（钢）或1.8（球墨铸铁）
17
四. 提高曲轴疲劳强度的措施
在载荷不变的条件下，要提高曲轴抗弯强度 就应设法降低应力集中；适当减小单拐中 间部分的弯曲刚度，使应力分布较为均匀。
曲轴的加工表 面增多，主轴 承数增多，使 机体加长
柴油机一般多 采用此种支撑 方式
缩短了曲轴的长度， 主轴承载荷较
使发动机总体长度 大 非全支承曲轴 有所减小
承受载荷较小 的汽油机可以 采用此种方式
9
曲轴主要尺寸参数
• dcp：曲柄销直径； lcp：曲柄销长度； • hcw：曲柄臂厚度；bcw：曲柄臂宽度 • dcj：主轴颈直径； lcj：主轴颈长度；
4
3.常用材料
• 1、中碳钢：如45＃，绝大多数采用模段制造； 锻造后进行正火或调质处理，然后在各轴颈表面 实施感应加热表面淬火。钢曲轴也可以进行渗氮 处理，以提高疲劳强度。
• 2、合金钢：在强化程度较高的发动机中采用； • 3、球墨铸铁：在强度和刚度要求一定是，使用球
墨铸铁材料能减少制造成本，且其阻尼特性能减 小扭转振动的幅值。 • 在曲轴设计中，曲轴的结构、材料、工艺三因素 各自有独立规律，且相互影响。
曲轴设计
一.曲轴设计概论 二. 曲轴结构设计 三. 曲轴疲劳强度校核 四. 提高曲轴疲ห้องสมุดไป่ตู้强度的措施
1
一. 曲轴设计概论
• 曲轴的成本大约占整机成本的十分之一，为内燃 机中最贵的零件。
• 曲轴最常见的损坏原因是弯曲疲劳，所以保证曲 轴有足够的弯曲疲劳强度是曲轴设计的首要问题。

柴油机曲轴设计ppt资料

柴油机曲轴设计ppt资料

谢词
• 感谢童勇老师的指导和关怀 • 非常感谢同组同学在设计工作中给予的帮助、支持和鼓励 • 由衷感谢各位老师百忙中抽空参与答辩工作
曲轴X方向最大位移发生在第二连杆轴颈纵向对称面左侧, 结果如下图：
曲轴Y方向最大发生在第二连杆轴颈左端曲柄臂平衡块尾 部, 结果如下图：
曲轴Z方向最大位移发生在第二连杆轴颈上部，结果如下 图：
曲轴疲劳强度分析
• 经过计算，曲轴疲劳强度达到要求。
结论：
• 在通过VB程序，对490柴油机进行工作过程计算中得到相 关数据如下表： • 通过excel软件对490柴油机进行动力学分析得到，缸内最 大绝对压力为8.428115405，活塞最大速度为16.311，活 塞最大位移为0.99999596及其活塞位移、速度、加速度 曲线图。 • 曲轴的三维建模，强度校核，通过软件CATIA可知，曲轴 的许可绕度，L为曲轴两支承点的距离。计算可得，最大 挠度，所以曲轴的刚度满足设计要求。通过计算，曲轴疲 劳强度达到要求。
490柴油机பைடு நூலகம்轴设计
设计者：苏玉立 专业：热动（汽发） 学号：312009080501622 指导老师：童勇
设计的主要内容
• • • •
490柴油机工作过程计算 动力学分析 490柴油机曲轴基本设计 曲轴疲劳校核
1.490柴油机工作过程计算
根据VB编程计算结果如下
p v p v
经过VB程序计算，绘制图如下：
2.发动机动力学分析：
• 活塞位移图 • 活塞速度图 • 活塞加速度图
3.活塞的基本设计:
• 曲轴的结构形式； • 曲轴材料； • 曲轴主要尺寸确定和细节设计
4.曲轴疲劳强度校核
• 曲轴实体模型：
曲轴网格划分:

柴油机曲轴设计

柴油机曲轴设计

1前言1.1柴油机与曲轴1.1.1柴油机的工作原理柴油机的每个工作循环都要经历进气、压缩、做功和排气四个过程。

四行程柴油机的工作过程：柴油机在进气冲程吸入纯空气，在压缩冲程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器以雾状喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。

压缩终了时气缸内空气压力可达3.5～4.5MPa，温度高达476.85℃～726.85℃，极大地超过柴油的自燃温度，因此柴油喷人气缸后，在很短的时间内即着火燃烧，燃气压力急剧达到6～9MPa，温度升高到1726.85℃～2226.85℃。

在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转做功。

废气同样经排气门、排气管等处排出。

四行程柴油机的每个工作循环均经过如下四个行程：（1）进气行程在这个行程中，进气门开启，排气门关闭，气缸与化油器相通，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方容积增大，气缸内产生一定的真空度。

可燃混合气被吸人气缸内。

活塞行至下止点时，曲轴转过半周，进气门关闭，进气行程结束。

由于进气道的阻力，进气终了时气缸内的气体压力稍低于大气压，约为0.07～0.09MPa。

混合气进入气缸后，与气缸壁、活塞等高温机件接触，并与上一循环的高温残余废气相混合，所以温度上升到96.85℃～126.85℃。

（2）压缩行程进气行程结束后，进气门、排气门同时关闭。

曲轴继续旋转，活塞由下止点向上止点移动，活塞上方的容积缩小，进入到气缸中的混合气逐渐被压缩，使其温度、压力升高。

活塞到上止点时，压缩行程结束。

压缩终了时鼓，混合气温度约为326.85℃～426.85℃，压力一般为0.6～1.2MPa。

（3）做功行程活塞带动曲轴转动,曲轴通过转动把扭矩输出。

（4）排气行程进气口关闭，排气口打开，排除废气。

由上可知，四行程汽油机或柴油机，在一个工作循环中，只有一个行程作功，其余三个行程作为辅助行程都是为作功行程创造条件的。

因此，单缸发动机工作不平稳。

曲轴加工工艺设计ppt课件

曲轴加工工艺设计ppt课件
5
在加工连杆颈时，一般利用已加工的 主轴颈定位，
安装专用偏心卡盘分度夹具中，时连
杆颈的轴线
。
和转动轴线4重合。连杆颈之间的角
度位置精度靠
夹具上的分度位置保证，加工是依次 加工同一轴
线上的连杆轴颈和曲轴端面，工件2 通过在夹具体3上的分度板3和分度定 位销5分度。
为进一步增加效率，还可采用专用的 半自动曲轴车窗和磨床，工件能在一 次装夹下（仍以主轴颈定位）加工连 杆所有轴颈 。
磨床
P80 精车其他轴颈、油封 曲轴车床 及法兰
粗车连杆颈 曲轴专机
精车连1杆0颈 数控车床
工序 号 P110
P120
P130
工序内容
工序设备
在第一第十二曲轴铣 曲轴定位面铣
定位面
床
车六个连杆轴颈
曲轴连杆颈车 床
清洗
清洗机
P140 P150
在第一第六连杆颈钻 深孔组合机床 油孔
二、五连杆颈钻油孔 深孔组合机床
6
曲轴加工路线编制原则：
先粗后精 ，先基准后其他，先面后孔，现主要表面后次要表面
粗基准 加工
外圆粗 外加圆工精
加工
其他表 面精加基工准
加工
由于要加工主轴颈作为后续加工其他外圆的定位基准，因此，通常先加 工主轴颈，后加工连杆颈和其他外圆面。
7
由于曲轴的结构特点形状复杂，刚性很差，加工精度要求还很高，因此 ，在在确定曲轴加工工艺路线时，还应该注意以下问题：
曲轴加工工艺设计
1
曲轴实在发动机中一个高速
旋转的长轴，它将活塞的循环往 复运动变为旋转运动，在通过飞 轮把扭矩传递给底盘的传动系， 同时还驱动配齐结构和其他辅助 结构，所以其受力条件非常复杂 ，不只是受周期性变化的气体压 力和往复惯性力的作用，其自身 还有高速旋转的离心力。其主要 是由主轴颈、油封轴颈、齿轮轴 颈、皮带轮轴颈、曲柄臂轴颈。

材料力学课程设计单缸柴油机曲轴

材料力学课程设计单缸柴油机曲轴
由内力图可看出对于主轴颈，截面 2-2 为危险截面；对于曲轴颈， 截面 1-1 为危险截面，对于曲柄臂，截面 3-3 为危险截面。
四、曲轴设计及校核
1.设计曲轴颈直径 d，主轴颈直径 D 主轴颈为弯扭组合变形，根据第三强度理论
r3
1 W
M
2 z3
M
2 y3
M x22
32 D3
219.062 438.122 481.272
代入公式得
Me
9549
P n
9549
17.0 410
395.93N
m
Ft
Me r
395.93 0.07
5656.20N
Fr Ft / 2 2828.10N
l3 1.2r 0.084m
以单缸柴油机曲轴为研究对象，由平衡条件得
Mx 0 My 0 Mz 0 Fx 0 Fy 0 Fz 0
表 1 固定表格
l1 / m l2 / m E / GPa
/ MPa 1 / MPa r
0.11 0.18 150 0.27 120
180 0.05 0.78
要求： 1.画出曲轴的内力图。 2.设计曲轴颈直径 d，主轴颈直径 D。 3.校核曲柄臂的强度。 4.校核主轴颈 H-H 界面处的疲劳强度，取疲劳安全系数 n=2。键 槽为端铣加工，主轴颈表面为车削加工。 5.用能量法计算 A-A 截面的转角 y ， z 。
解平衡方程，代入数据得
Fax 0
Ffx 0
Fay
l2 l1 l2
Fr
0.18 0.11 0.18
4010.58
2489.33N
F fy
l1
l1 l2
Fr
0.11 0.11 0.18

柴油机构造PPT课件

柴油机构造PPT课件
08/2003 Page-6
变型序号 1,2,3…… A,B,C…… 特征符号 Q,C,G,T,J,Z,F…… 缸径符号 102,105,135,140…… 行程符号 E 缸数 (1),2,3,4,6,8,12……
例如： 6 135 C — 1 6 — 六缸 135—缸径为135mm C — 船用 1 — 第一种变型产品
极限值
2200±70
——
970±50
——
2000
——
≤5.5
7.0
≤0.5
1.5
0.25
——
0.51
——
≥24.6
气缸间差别 ≤10.3
≤123
520
3.5~5.3
2.1
1.0
0.7
80~110
120
18±1
18±1
mm
8 山 东 交5~通8学 院
6~10 5~8
SA6D102E-1
标准值
极限值
2300±70
▪ 在主轴承侧面装有止推环以防止曲轴
前后移动
▪ 水冷式缸体中有圆柱形气缸套，活塞
上下移动，燃油在气缸中燃烧形成高 温，要用冷却水对其周围进行冷却
23.07.2020
山东交通学院
21
图1-2-3，1-2-4
PC - 7 Hydraulic Excavators
08/2003 Page-22
23.07.2020
23.07.2020
山东交通学院
7
102发动机的主要性能参数
PC - 7 Hydraulic Excavators
08/2003 Page-8
缸数-缸径×行程 mm
S6D102E-1-A 6-102 ×120

曲轴加工工艺设计ppt课件

曲轴加工工艺设计ppt课件
由于车拉加工精度高，车拉后不在进行粗磨和半精磨，简化了工艺过程，减少了成本，此外，车拉刀具承受载荷 小，使用寿命长， 费用低。
车拉加工的切削速度高，进给速度快，所以加工节拍短，生产效率高。
车拉加工只需更换编程，略做调整，就可满足不同类型不同尺寸的曲轴的批量生存。
.
圆角深滚压技术
曲轴工作环境恶劣，在工作时要承受较大而且复杂的冲击载荷，其失效形式一般是曲轴磨损和疲 劳断裂。
曲柄是曲轴受力最复杂而结构最薄弱的环节。 椭圆形曲柄是具有较高的弯曲扭曲刚度，材料利用率高。 为了减少曲轴轴颈和曲柄连接处得人应力集中，提高曲柄的强度，连接处均采用过渡圆角连接，过渡圆角 半径越大，应力集中现象越小，但是过渡圆角增. 大，是轴颈承压面积相应的减少，或使汽油机轴向尺寸增大。
为了解决这一矛盾，出现了 内圆弧连接的形式，即将连 圆弧凹进轴颈平面中，这样既可以使曲轴颈以较大的圆弧 半径与曲柄连接，又保证了曲轴有足够的承压面积。 （4）自由端（小头） 上面装有扭振减振器和密封装置等。 （5）功率输出自由端（法兰端） 上面装有从动装置连接结 构，用以输出功率。
.
曲轴加工的装夹
在加工连杆颈时，一般利用已加工的主轴颈定位， 安装专用偏心卡盘分度夹具中，时连杆颈的轴线 和转动轴线4重合。连杆颈之间的角度位置精度靠 夹具上的分度位置保证，加工是依次加工同一轴 。 线上的连杆轴颈和曲轴端面，工件2通过在夹具体 3上的分度板3和分度定位销5分度。
为进一步增加效率，还可采用专用的半自动曲轴车 窗和磨床，工件能在一次装夹下（仍以主轴颈定位） 加工连杆所有轴颈 。
.
深滚压技术的原理：
曲轴圆角深滚压是利用滚轮的压力，在曲轴的主轴颈和连杆颈过渡圆角处形成一条滚压的塑性变 形带，这条变形带具有以下的特点： 1）产生了残余压应力，可于曲轴工作时的拉应力相互抵消或部分抵消，从而提高疲劳强度。 2）硬度提高 滚压时使滚压处形成高密度的致密层，使曲轴的机械强度和疲劳强度提高。 3）表面粗糙度降低 圆角滚压可使表面粗糙度达到Ra0.2以下，从而大大减小了圆角处的应力集 中。

《曲轴的运动》课件

《曲轴的运动》课件
曲轴的材料应具有较低 的密度，以减轻发动机 的重量。
04
曲轴的材料应具有良好 的热稳定性和抗疲劳性 能，以应对发动机的高 温和高负荷。
曲轴的加工工艺优化
曲轴的加工工艺应注重提高生产效率 和降低制造成本。
曲轴的加工工艺应注重减少加工过程 中的废料和能耗，以降低生产成本和 环境污染。
曲轴的加工工艺应注重保证曲轴的精 度和质量，以确保发动机的性能和可 靠性。
02
曲轴的工作原理
曲轴的旋转运动
曲轴的旋转运动是指曲轴绕其自身轴线旋转一圈或若干圈的 运动。这种运动形式通常用于发动机、电动机等旋转机械中 ，是实现能量转换和传递的重要方式之一。
在旋转运动中，曲轴的各部分（如连杆、活塞等）会以不同 的角速度和旋转方向进行运动，从而实现机械能、电能等不 同形式的能量转换。
振动过大可能是由于不平衡、安装不 当或轴承损坏等原因造成的。应检查 曲轴的平衡和安装情况，并更换损坏 的轴承。
曲轴轴承发热
轴承发热可能是由于轴承间隙过小、 润滑不良或轴承损坏等原因造成的。 应检查轴承并调整其间隙，确保润滑 系统正常工作。
THANKS
感谢观看
《曲轴的运动》ppt课件
目录
• 曲轴简介 • 曲轴的工作原理 • 曲轴的设计与优化 • 曲轴的应用与实例 • 曲轴的维护与保养
01
曲轴简介
曲轴的定义与作用
总结词
曲轴是发动机中重要的旋转部件，它通过旋转运动将燃料燃烧产生的能量转化为扭矩，进而驱动车辆或其他机械 运动。
详细描述
曲轴在发动机中扮演着至关重要的角色，它能够将燃料燃烧产生的能量高效地转化为扭矩，从而驱动车辆或其他 机械运动。曲轴的工作原理是通过其特殊的结构设计和运动方式，将活塞的往复运动转化为旋转运动，从而实现 能量的转换。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

曲轴的加工表 面增多，主轴 承数增多，使 机体加长
柴油机一般多 采用此种支撑 方式
缩短了曲轴的长度， 主轴承载荷较
使发动机总体长度 大 非全支承曲轴 有所减小
承受载荷较小 的汽油机可以 采用此种方式
可整理ppt
9
曲轴主要尺寸参数
• dcp：曲柄销直径； lcp：曲柄销长度； • hcw：曲柄臂厚度；bcw：曲柄臂宽度 • dcj：主轴颈直径； lcj：主轴颈长度；
• 安全系数n≧1.5（钢）或1.8（球墨铸铁）
可整理ppt
17
四. 提高曲轴疲劳强度的措施
在载荷不变的条件下，要提高曲轴抗弯强度 就应设法降低应力集中；适当减小单拐中 间部分的弯曲刚度，使应力分布较为均匀。
可整理ppt
18
结构措施
• 1、加大曲轴轴颈的重叠度
• 重叠度 A=(dcp+dcj)/2-r
可整理ppt
10
气缸中心距
• L= lcp + lcj +2 hcw • 它们存在一个合理分配的问题。 • 过渡圆角半径R对应力集中影响巨大。 • 各尺寸参数的统计值见下表：孔位置
可整理ppt
12
曲轴前端与后端
• （1）作用：
• 曲轴前端用来安装正时齿轮、皮带轮、 扭振减振器及起动爪等；后端有飞轮结合 盘(凸缘盘)，用来安装飞轮。
• （2）前后端的密封：
• 曲轴前后端都伸出曲轴箱，为了防止润滑 油沿轴颈流出，在曲轴前后端都设有防漏 装置。
可整理ppt
13
常用的防漏装置有挡油盘、填料油封、自紧 油封、回油螺纹等。
可整理ppt
14
曲轴的轴向定位
• （1） 结构：
• 止推片：在某一道主轴承的两侧装止推片。 止推片由低碳钢背和减磨层组成。
3) 避免进气重叠
4） V型发动机左右气缸尽量交替作功。
5）曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作 平衡性好。
可整理ppt
16
三. 曲轴疲劳强度校核
• 曲轴破坏主要是弯曲疲劳破坏
• 现在曲轴强度计算绝大部分采用有限元计 算方法，且有很多现成的工程分析软件， 如ansys，pro/e，UG等。
• 有限元计算精度关键取决于如何处理曲轴 的位移约束条件、加载方式、网格划分等， 这需要详细了解曲轴的工作情况和受力状 况。
• 中小功率高速内燃机几乎都用整体曲轴、全支承、 带有平衡块（无论整体是否平衡）。
可整理ppt
2
1.曲轴工作条件
• 1、受周期变化力和力矩作用，重点是弯曲 交变载荷（80％是弯曲疲劳破坏）；
• 2、曲轴形状复杂，应力集中严重； • 3、曲轴轴颈比压大，摩擦磨损严重；
可整理ppt
3
2.设计要求
• 1、有足够的疲劳强度； • 2、有足够的承压面积，轴颈表面要耐磨； • 3、尽量减少应力集中； • 4、刚度好，变形小。
曲轴设计
一.曲轴设计概论 二. 曲轴结构设计 三. 曲轴疲劳强度校核 四. 提高曲轴疲劳强度的措施
可整理ppt
1
一. 曲轴设计概论
• 曲轴的成本大约占整机成本的十分之一，为内燃 机中最贵的零件。
• 曲轴最常见的损坏原因是弯曲疲劳，所以保证曲 轴有足够的弯曲疲劳强度是曲轴设计的首要问题。
• 曲轴各轴颈的尺寸还应满足轴承承压能力和润滑 条件的要求。
可整理ppt
4
3.常用材料
• 1、中碳钢：如45＃，绝大多数采用模段制造； 锻造后进行正火或调质处理，然后在各轴颈表面 实施感应加热表面淬火。钢曲轴也可以进行渗氮 处理，以提高疲劳强度。
• 2、合金钢：在强化程度较高的发动机中采用；
• 3、球墨铸铁：在强度和刚度要求一定是，使用球 墨铸铁材料能减少制造成本，且其阻尼特性能减 小扭转振动的幅值。
可整理ppt
6
整体式曲轴和组合式曲轴
可整理ppt
7
曲轴支承
• (a)全支承曲轴: 优点是曲轴刚性好，不易弯曲，缺点是缸心
距加大，机体加长，制造成本增加。柴油 机多用全支承曲轴。... • (b)非全支承曲轴: 多用于中小功率的汽油机
可整理ppt
8
曲轴全支承与非全支承
优点
缺点
应用
全支承曲轴
提高曲轴的刚度和 弯曲强度，减轻主 轴承的载荷
• 2、圆角淬火强化：用热处理方法使金属发生组织 相变，体积膨胀而产生残余压应力，从而提高曲 轴疲劳强度。
• 3、喷丸强化处理：与滚压强化的道理一样，属于 冷作硬化变形。
• 4、氮化处理：使氮气渗入零件表面，金属体积增 大而产生挤压应力。
可整理ppt
20
• 重叠度系数 φ =(dcp+dcj)/S • 2、加大轴颈附近的过渡圆角 • 过渡圆角的尺寸、形状、材料组织、表面加工质
量等对曲轴应力的影响十分明显。 • 3、采用空心曲轴 • 4、采用沉割圆角和开卸载槽
可整理ppt
19
工艺措施
• 1、圆角滚压强化：表面产生剩余压应力，抵消部 分工作拉伸应力，从而提高曲轴的疲劳强度。
• 翻边轴瓦：
• （2） 安装注意：止推片有减磨层的一面 朝向转动件(有油槽一面)。当曲轴向前窜动 时，后止推片承受轴向推力；向后窜动时， 前止推片承受轴向推力
可整理ppt
15
曲拐的布置
（1）一般规律
1）各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运 转平稳。
2）连续作功的两缸相隔尽量远些，最好是在发 动机的前半部和后半部交替进行。
• 在曲轴设计中，曲轴的结构、材料、工艺三因素 各自有独立规律，且相互影响。
可整理ppt
5
二. 曲轴结构设计
• 一、曲轴结构形式
• 1、整体式曲轴：具有工作可靠、重量轻、 刚度、强度较高、加工表面较少的特点， 中小型发动机中广泛采用。一般配合滑动 轴承（有的单缸机采用滚动轴承）。
• 2、组合式曲轴：当曲轴尺寸较大，曲拐数 较多时，采用整体式结构将导致加工非常 困难，可采用组合式结构。小型单缸发动 机也有采用。