表.各工况下曲拐平面内支座反力计算结果单位工况二.三.四表.各工况下曲拐平面的垂直平面内支座反力计算结果单位工况二三四可见,各支座在曲拐平面内的值比曲拐平面的垂直面内的值大得多。名义应力的计算应力计算的任务是求出曲拐上曲柄销圆角处的名义应力幅和名义应力的平均值。由于疲劳破坏总是发生在曲柄臂截面上,扭转疲劳破坏总是发生在轴颈上,因此弯曲和扭转时的名义应力应分别取为曲柄臂中央截面和曲柄销轴颈横截面上的弯曲和扭转应力。般情况,四缸机是在第二三缸受到最大爆发压力作用时曲轴所受的应力最大,现选择对第三缸曲拐进行名义应力计算曲轴材料,极限强度,对称循环弯曲疲劳极限,对称循环扭转疲劳极限,单拐计算模型见图.。图.单拐计算模型弯曲应力首先由表.和图.可知,最大支反力,对应的支承弯矩,最小支反力,对应的支承弯矩,然后计算曲拐平面内曲柄臂中央处弯矩,弯矩最大值为.弯矩最小值为.曲柄臂抗弯截面模量为.圆角名义弯曲应力为最后得到,圆角弯曲应力幅和平均应力为扭转应力首先由表.和表.可知,单拐扭矩对应的曲拐垂直平面内支反力,对应的曲拐垂直平面内支反力。然后计算圆角承受的扭矩曲柄销抗扭截面系数为.圆角名义切应力为最后得计算结果远远小于许用值,则校核合格。.本章小结本章首先分析了曲轴的工作条件和设计要求,在合理选择材料的基础上,对曲轴的各个部分进行结构参数的设计,并进行有关的尺寸校核,使其符合实际加工的要求,还对曲轴的些细节进行了设计,如油孔的位置等问题,给予了合理的解释,最后对曲轴进行了疲劳强度校核。第章曲轴的有限元分析.对软件基本功能的介绍软件是美国公司推出的大型体化软件。无论是造型设计工程出图,以及装配等方面,都具有操作容易使用方便可动态修改的特点。更是以其基于特征的参数化设计单数据库下的全相关性等新概念而闻名于世。另外还具有模具设计,动态静态干涉检查,计算质量特征如质心惯性矩等功能模块。用创建的三维参数化零件模型,不但可以在屏幕上自由的翻转动态观察结构形体,更可以进行方便的动态修改和调整。进行力学分析运动分析数控加工等。.曲轴的创建曲轴的特点分析为了保证发动机长期可靠地工作,曲轴具有以下特点曲轴上的连杆轴颈偏置于曲轴的中心线,在连杆轴颈的相反方向上都设有平衡重,以避免曲轴旋转时产生严重的振动。曲轴上有钻通的油孔,润滑油经过油道。曲轴的建模思路曲轴的曲拐部分是对称的,个平衡块特征的叠加完成曲轴大致半的特征,所以先建立半曲拐特征,再细化平衡块上的特征,然后镜像生成完整的曲拐,最后再对曲轴两端的特征分别创建,即完成特征的操作。曲轴的建模步骤创建第Ⅰ平衡块运用拉伸工具创建曲轴主轴颈的部分。在上步的基础上创建主轴颈和平衡重连接部分的凸肩。选取上步完成的凸肩曲面作为草绘平面,并拉伸为实体,如图.所示。创建曲柄臂同样的方法,运用拉伸工具,完成曲柄臂的创建,如图.所示。创建第平衡块同样的方法绘制草图,创建平衡块,结果如图.所示。图.拉伸结果图.拉伸结果图.拉伸结果曲轴曲拐部分的镜像连续选取模型树已经创建好的所有特征,选择“组”命令,然后对“组”进行“镜像”,完成特征的创建,如图.所示图.曲轴对称部分的镜像创建曲轴前端特征运用拉伸工具创建曲轴前端轴颈及轴颈处凸台部分新建基准平面,拉伸去除材料,完成前端键槽的创建。创建曲轴后端特征同样的方法拉伸生成曲轴后端轴颈部分。去除材料,调整去除材料方向,完成曲轴后端部分的创建。细化曲轴两端特征在曲轴两端平面上,运用孔工具,阵列工具,添加孔。最后结果如图.图.所示。图.曲轴前端特征图.曲轴后端特征创建倒圆角及油孔运用“倒圆角”命令,分别对曲轴主轴颈连杆轴颈与平衡块连接处的边进行圆角修整。运用旋转工具,新建基准轴,选择去除材料,创建油孔。最后结果如图.所示图.曲轴整体特征.对软件的介绍软件是融结构热流体电磁声学于体,以有限元分析为基础的大型通用软件,它由美国宾夕法尼亚州匹兹堡的公司开发,可广泛应用于机械制造石油化工轻工造船航空航天汽车交通电子土木工程水利铁道日用家电生物医学等众多工业领域及科学研究。具有强大而广泛的分析功能体化的处理技术完善的开放体系。.曲轴的有限元分析曲轴受力条件与简化曲轴在运动过程中,由于主轴颈上后到约束,而连杆轴颈上受到相应的合力,所以对于曲轴的受力来说是复杂的合力,由表可以看出,在曲轴第三个曲拐处受到的力是最大的,所以在曲轴第三个曲拐受力最大的情况下进行分析,要进行有限元化并分析,需要对曲轴进行相应的曲轴网格划分与节点划分,做个完全瞬态分析,而由于计算机的配置等诸多方面的因素,使得需简化模型,降低模