（毕业设计全套）车用直喷柴油机的曲轴设计（打包下载）

得出理论的图。

，.，.，∕.，得，.，.，，.。

绘图采用描点绘图法，以压缩过程为例。

压缩线上的点满足所以，以为变量，取值范围为，最后以为横坐标，对应的为纵坐标，绘制曲线，其他曲线的绘制可以类似绘制，相关数据记录于附表中图形如下图的调整实际的图和利用多变过程状态方程绘制的图还存在些差别，在发动机中，为了使其动力性经济性达到最优。

采取了点火提前，排气提前。

从内燃机汽车构造中可知主要是点火提前角和配气相位的原因。

对上图作以下调整点火提前角常使用的范围是，考虑实际过程与理论过程的差异，实际过程中的最大爆发压力达不到理论值。

还有就是最大爆发压力不发生在上止点，而应该在上止点之后，取在上止点后。

综合考虑以上因素后，将上面的作调整后的图如下有效功及有效压力的求解由热力学计算所绘制的示功图为理论循环的示功图，其围成的面积表示的是汽油机所做的指示功数值由对示功图积分后求得的面积来表示其中将上述数值代入得所以，η其中η为汽油机的机械效率，η.，则误差为.同时得与前面计算的结果大致样，在以内，故上面选取的参数和以后的相关计算在满足制造的同时能够前后致。

图向图的转化，其中为燃烧室容积，为气缸容积，。

知道活塞位移和曲轴转角的关系见下面对应内容，则可以在表格中，求取出相应转角时对应的气缸容积。

由.和.的内容，综合应用，每隔求，。

做出图如图所示，数据记录于附表中。

第四章曲轴零件的结构的设计.曲轴的工作条件，结构形式和材料的选择曲轴的工作条件和设计要求曲轴是在不断周期性的气体压力往复和旋转运动质量的惯性力以及它们的力矩扭转和弯曲共同作用下工作的，使曲轴既扭转又弯曲，产生疲劳应力状态。

对于各种曲轴，弯曲载荷具有决定性意义，而扭转载荷仅占次要地位，曲轴破坏统计表明，左右是由弯曲疲劳产生的。

因此，曲轴结构强度研究的重点是弯曲疲劳强度。

设计曲轴时，应保证它有尽可能高的弯曲强度和扭转刚度。

要使它具有足够的疲劳强度，特别要注意强化应立集中部位，设法缓和应力集中现象，也就是采用局部强化的方法来解决曲轴强度不足的矛盾。

曲轴各轴颈在很高的比压下，以很大的相对速度在轴承中发生滑动摩擦。

这些轴承在实际变工况运转条件下并不总能保证液体摩擦，尤其当润滑不洁净时，轴颈表面遭到强烈的磨料磨损，使得曲轴的实际使用寿命大大降低。

所以设计曲轴时，要使其各摩擦表面耐磨，各轴颈应具有足够的承压面积同时给于尽可能好的工作条件。

曲轴的结构形式曲轴从整体结构上看可以分为整体式和组合式，随着复杂结构铸造和锻造技术的进步，现代内燃机几乎全部都用整体式曲轴。

从支承方式看，曲轴有全支承结构和浮动支承结构，为了提高曲轴的弯曲强度和刚度，现代多缸内燃机的曲轴都采用全支承结构。

曲轴的材料曲轴的材料应具有较高的疲劳强度必要的硬度以及较好的淬透性。

曲轴常用材料根据其毛坯制造方法的不同可以分为两类锻造曲轴材料和铸造曲轴材料。

本次课程设计中选用铸造曲轴材料。

曲轴材料般使用等中碳钢和中碳合金钢以及球墨铸铁可锻铸铁合金铸铁及铸通等。

钢制曲轴采用铸造很少，绝大多数是锻造的。

本次设计的发动机的升功率仅为，故强化度不高。

轴颈表面经高频淬火或氮化处理，最后进行精加工。

目前球磨铸铁由于性能优良，加工方便，价格便宜广泛的用于曲轴材料。

本设计采用曲轴主要尺寸的确定和结构设计细节主要尺寸综合以上考虑，确定主要尺寸如下主轴颈直径长度曲柄销直径长度曲柄臂厚度宽度根据主轴颈长度和曲柄销长度以及曲柄臂的厚度，确定缸心距些细节设计.油道布置在确定主轴颈上油道入口和曲柄销上油道出口的位置时，既要考虑到有利于供油又要考虑到油孔对轴颈强度的影响最小。

般油孔只要安排在曲拐平面旋转前的低负荷区都是合理的，油道不能离轴颈过渡圆角太近。

油孔直径般不大于.，但最小不得小于。

孔口不应有尖角锐边，而应有不小于.的圆角以减缓应力集中。

.曲轴两端的结构曲轴前端般装有扭转减震器，发动机的各种辅助装置如机油泵，冷却水泵等，由安装在前端的齿轮或皮带轮驱动，配气正时齿轮也安装在曲轴前端。

曲轴末端装有飞轮，用于输出总转矩，因此末端要做的粗些。

.曲轴的止推为了防止曲轴产生轴向位移，在曲轴机体之间需要设置个止推轴承，承受斜齿轮的轴向分力和踩离合器产生的轴向推力。

般将止推轴承设置在中央轴承的两侧或后主轴承的两侧。

止推轴承间隙多为。

.过渡圆角主轴颈到曲柄臂的国度圆角半径对于曲轴弯曲疲劳强度影响很大，增加圆角对于提高曲轴疲劳强度非常有利，但对于表面耐磨性有不利影响，在保证耐磨条件下取最大圆角。

般不应小于，否则无法加工。

第五章曲轴强度的校核.静强度计算由前面动力学计算得强度校核要用到的基本数据如下径向力，由上述的图及相关数据得切向力，由上述图及相关数据得主轴颈中心到曲柄销中心的距离主轴颈中心到曲柄臂中心的距离.主轴颈的径向反力主轴颈的切向反力.，连杆轴颈的计算在曲拐平面内的弯曲应力其中为抗弯截面模量，对圆截面而言有.在垂直于曲拐平面的弯曲应力弯曲总应力扭转应力其中为抗弯截面模量，对圆截面而言有弯扭总应力小于该材料所许可的最大应力，所以在允许范围内。

曲柄臂计算压缩应力弯曲应力曲拐平面其中为抗弯截面模量，对矩形截面而言有垂直曲拐平面其中为抗弯截面模量，对矩形截面而言有扭矩引起的弯曲应力其中为抗弯截面模量，对矩形截面而言有扭矩易引起的扭转应力小于该材料所许可的最大应力，所以在允许范围内。

.曲轴疲劳强度校核由于曲轴工作时承受交变载荷，它的破坏往往都由疲劳产生。

因此，对内燃机各种曲轴均须进行疲劳校验。

曲柄的疲劳强度验算的目的是曲轴不但在运转中安全可靠，而且能充分利用材料的疲劳强度。

为此，要求能够较精确的确定曲轴的疲劳强度和曲轴运转时的实际应力。

.主轴颈的计算其中.，.扭转疲劳强度扭转系数曲柄臂计算弯曲应力扭转应力大于极限安全系数，曲轴机构强度是安全的。

第六章结论本次设计是次综合性较强的设计，练习到了我在大学四年里所学的所有课程，使我对内燃机设计工作有了个全新的认识。

通过本次设计，我明确了发动机产品的的设计过程，加深了我对所学专业知识的理解，锻炼了自己制图和识图的能力，特别是锻炼了自己用计算机绘图的能力，培养了自己和同学间协作的精神，这是自己走向工作岗位前的笔宝贵的财富。

本次课程设计是在指导老师范钱旺老师的悉心指导下完成的。

在设计的过程中，老师的谆谆教导使我受益匪浅。

范老师渊博的学识，严谨的治学风范，诲人不倦的育人态度，令我难以忘怀。

谨此向范老师表示衷心感谢！此外，在设计的过程中，得到了各位同学热心的帮助，积极讨论，共同研究，顺利地完成了本次毕业设计。

参考文献王平，高德平.柴油机曲轴的公理化设计.机械科学与技术.赵刚.内燃机曲轴制造技术现状与发展趋势.内燃机学报，詹宇平.柴油机上飞轮的作用.农机能源石德永，郑玉雷.飞轮设计新方法.内燃机学报，卫尧.内燃机设计.北京机械工业出版社，杨连声.内燃机设计.吉林工业大学中国农业机械出版社，史绍熙，孙永平，田广文等.柴油机设计手册中册.北京中国农业出版社，朱仙鼎，中国内燃机工程师手册.上海上海科学技术出版社，吕世梅，曲贵龙.曲轴动平衡的方法和应用.计量技术，黄佐贤，王力等.国外柴油机曲轴疲劳强度研究.北京第机械工业部