【正文】 心遠(yuǎn)離曲軸旋轉(zhuǎn)中心，即用較輕的重量達(dá)到較好的效果，以便盡可能減輕曲軸重量。平衡重的徑向尺寸和厚度以不碰活塞裙底和連桿大頭能通過(guò)為限度。將平衡重與曲軸鑄成一體，時(shí)加工較簡(jiǎn)單，并且工作可靠。 油孔的位置和尺寸為保證曲軸軸承工作可靠，對(duì)它們必需有充分的潤(rùn)滑。曲軸中油道的尺寸和布置直接影響它的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)也影響軸承工作的可靠性。潤(rùn)滑油一般從機(jī)體上的主油道通過(guò)主軸承的上軸瓦引入。從主軸頸向曲柄銷(xiāo)供油采用斜油道，主軸頸上的油孔入口應(yīng)保證向曲柄銷(xiāo)供油足夠充分，曲柄銷(xiāo)上油孔的出口應(yīng)設(shè)在負(fù)荷較低區(qū)，用以提高向曲柄銷(xiāo)的供油能力。曲柄銷(xiāo)油孔選擇在曲拐平面運(yùn)轉(zhuǎn)前方的范圍內(nèi)。由于油道位于曲拐平面內(nèi)，油道出口處應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴(yán)重，當(dāng)油道中心線(xiàn)與軸頸中心線(xiàn)的夾角時(shí)，最大應(yīng)力增加很快，因此油孔設(shè)在小于處[10]。油道的孔徑一般在左右，取為4。 曲軸兩端的結(jié)構(gòu)曲軸上帶動(dòng)輔助系統(tǒng)的正時(shí)齒輪和皮帶輪一般裝在曲軸的前端，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)也是由曲軸自由端驅(qū)動(dòng)。這是應(yīng)為曲軸自由端的軸頸允許較細(xì)，可以采用節(jié)圓直徑小的齒輪，消除扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的減振器裝在曲軸前端，因?yàn)檫@里的振幅最大。在曲軸自由端從曲軸箱伸出去額地方必須考慮密封。一方面防止曲軸箱中的機(jī)油由這里漏出去，另一方面也防止外面的塵土等進(jìn)入。密封是用甩油環(huán)和密封裝置所組成，密封裝置可以是密封圈，也可以是螺紋迷宮槽。所謂迷宮槽是在軸上或在曲軸箱的對(duì)應(yīng)孔壁上制出螺紋，螺紋的螺旋方向與軸的螺旋方向相反。當(dāng)機(jī)油漏入軸與孔之間的間隙中時(shí)，依靠機(jī)油的粘性和螺紋，把機(jī)油像個(gè)螺母一樣地退了回去，不使它漏出機(jī)體外[17]。曲軸后端（功率輸出端）設(shè)有法蘭，飛輪與后端用螺栓和定位銷(xiāo)連接。螺栓應(yīng)擰得足夠緊，以便能夠依靠飛輪與法蘭之間的摩擦力矩傳輸出曲軸的最大轉(zhuǎn)矩。定位銷(xiāo)用來(lái)保證重裝飛輪時(shí)保持飛輪與曲軸的裝配位置。故定位銷(xiāo)的布置是不對(duì)稱(chēng)的或只有一個(gè)。這種連接方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。為了提高曲軸的扭轉(zhuǎn)剛度，從最后一道主軸承到飛輪法蘭這一軸段應(yīng)該盡量粗短[13]。 曲軸的止推曲軸由于受熱膨脹而伸長(zhǎng)或受斜齒輪即離合器等的軸向力會(huì)產(chǎn)生軸向移動(dòng)，為了控制發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)曲軸的軸向竄動(dòng)，在曲軸上設(shè)置有軸向定位裝置，同時(shí)為了保證曲軸在受熱膨脹時(shí)有一定的自由伸長(zhǎng)量，所以曲軸上只能有一處軸向定位。從降低曲軸和機(jī)體加工尺寸鏈精度要求出發(fā)，止推軸承設(shè)在中間主軸承的兩邊。在第三主軸頸處設(shè)置軸向止推片，止推片為四片。曲軸軸向間隙應(yīng)保持，其它各主軸承端面間隙應(yīng)保證曲軸受熱伸長(zhǎng)時(shí)能自由延伸。 曲軸的疲勞強(qiáng)度校核由于曲軸工作時(shí)承受交變載荷，它的破壞往往都由疲勞產(chǎn)生，因此，需要進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。由于實(shí)際的曲軸是一個(gè)多支承的靜不定系統(tǒng)，理論上應(yīng)按照連續(xù)梁的概念來(lái)求解支承彎矩和支反力，因?yàn)樗紤]了支承的彈性安裝不同心度以及支座彎矩等因素對(duì)曲軸應(yīng)力的影響。連續(xù)梁計(jì)算方法為：把曲軸簡(jiǎn)化為支承在剛性支承上的圓柱形連續(xù)直梁，在各單位曲拐長(zhǎng)度相等的情況下認(rèn)為它們的剛度相等，免去繁雜的曲拐剛度計(jì)算，同時(shí)又由于不考慮支座彈性等，可得三彎矩方程，借助三彎矩方程進(jìn)行計(jì)算，可得到曲拐平面的垂直面內(nèi)的彎矩與各支承處在曲拐平面，然后把第支承與第支承點(diǎn)主軸頸截面彎矩、與、通過(guò)一系列計(jì)算得出各名義應(yīng)力[17]。 作用于單元曲拐上的力和力矩計(jì)算公式及其推導(dǎo)，把曲軸簡(jiǎn)化為等圓截面梁，且由于假設(shè)各軸頸按等高度剛性點(diǎn)支承，即不考慮支座彈性及加工形成的不同軸度，以集中方式加載，且各拐集中力作用在各曲柄銷(xiāo)中央，平衡重離心力作用在平衡塊寬度中，為了保持轉(zhuǎn)換前后的一致，需在鉸鏈處作用彎矩，再根據(jù)支承二端轉(zhuǎn)角相等的變形的協(xié)調(diào)條件，確保中間支承連續(xù)性。由材料力學(xué)可得：在支承處右端梁轉(zhuǎn)角與左端梁轉(zhuǎn)角為（若）： （） （）由變形的協(xié)調(diào)條件為=， 受力的連續(xù)梁=又因?yàn)?，所? （）由。由內(nèi)支承建立三彎矩方程，再由三彎矩求得支承之處的內(nèi)彎矩。曲拐平面內(nèi)支承彎矩計(jì)算已知=28++=，當(dāng)=2，=3，=4時(shí)，由式（）得三彎矩方程組（）： （）。將、分別代入方程組。 各工況下載荷數(shù)據(jù) （單位：）工況一二三四 各工況下曲拐平面內(nèi)彎矩計(jì)算結(jié)果 （單位：）工況一二三四25 （單位：）工況一二三四 曲拐平面的垂直平面內(nèi)彎矩計(jì)算結(jié)果 （單位：）工況一二三四支反力計(jì)算求得各支承彎矩后。 支反力計(jì)算模型得到支反力表達(dá)式如下： （） （）式中：—作用在曲柄銷(xiāo)上的徑向力；—作用在曲柄銷(xiāo)上的切向力； —連桿旋轉(zhuǎn)質(zhì)量、曲柄銷(xiāo)、曲柄臂的總的離心慣性力；已知，由公式（）、（）計(jì)算得到各個(gè)支座反力。 （單位：）工況一二3635三四 （單位：）工況一0二0三0四0可見(jiàn)，各支座在曲拐平面內(nèi)的值比曲拐平面的垂直面內(nèi)的值大得多。 計(jì)算名義應(yīng)力通常狀況下發(fā)動(dòng)機(jī)四缸機(jī)第二、三缸在處于最大的爆發(fā)壓力狀況下機(jī)構(gòu)曲軸所受到應(yīng)力最為大，現(xiàn)針對(duì)第三缸曲拐處計(jì)算名義應(yīng)力：曲軸材料：QT9002，極限強(qiáng)度，機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)循環(huán)彎曲疲勞的極限為，機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)循環(huán)的扭轉(zhuǎn)疲勞極限為。[18]彎曲應(yīng)力 ， ， ， ， ，計(jì)算曲柄臂中間處的彎矩且彎矩的最大值為： （）彎矩的最小值為： （）曲柄臂的抗彎截面模量為： （）圓角的名義彎曲應(yīng)力為： （） （）最后得到，圓角的彎曲應(yīng)力幅與平均應(yīng)力為： （） （）扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，機(jī)構(gòu)的單拐的扭矩為，相應(yīng)平面內(nèi)支反力，相應(yīng)平面內(nèi)支反力。圓角扭矩： （） （）曲柄銷(xiāo)抗扭截面系數(shù)為： （）圓角名義切應(yīng)力為： （） （）最后得： （） （）計(jì)算結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用值，則校核合格。 本章小結(jié)本章首先分析了曲軸的工作條件和設(shè)計(jì)要求，在合理選擇材料的基礎(chǔ)上，對(duì)曲軸的各個(gè)部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行有關(guān)的尺寸校核，使其符合實(shí)際加工的要求，還對(duì)曲軸的一些細(xì)節(jié)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，如油孔的位置以及曲軸的軸向定位等問(wèn)題，給予了合理的解釋?zhuān)詈髮?duì)曲軸進(jìn)行了疲勞強(qiáng)度校核。致謝在本文完成之際，首先向我最尊敬的導(dǎo)師李老師致以最誠(chéng)摯的敬意和最衷心的感謝。幾個(gè)月以來(lái)，她不遺余力地對(duì)我的設(shè)計(jì)進(jìn)行了指導(dǎo)。在我畢業(yè)設(shè)計(jì)這段時(shí)間，無(wú)論是在學(xué)習(xí)還是在生活上，恩師都給予了我無(wú)微不至的關(guān)懷。李老師以其淵博的知識(shí)，寬厚的胸懷、無(wú)私的敬業(yè)精神以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和開(kāi)拓進(jìn)取的精神激勵(lì)著我，并言傳身教，身體力行地不斷培養(yǎng)我獨(dú)立思考，深入探索，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使我受益匪淺。努力四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就這樣結(jié)束了。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我懂得了很多道理，無(wú)論做什么事都要踏實(shí)、認(rèn)真、負(fù)責(zé)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我也對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有了很深刻的了解。機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)極其復(fù)雜，需要的知識(shí)很多，以后工作了，還需要多看書(shū)。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖已完成了，但由于知識(shí)水平的局限，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)缺乏，設(shè)計(jì)還存在許多不足，有很多地方需要改進(jìn)。對(duì)于這些不足，我會(huì)在今后的工作、生活中努力去改正，并利用自已所學(xué)到的知識(shí)，為社會(huì)作更多的貢獻(xiàn)，成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有用的人。最后預(yù)祝安徽科技學(xué)院發(fā)展越來(lái)越好，前程似錦！參考文獻(xiàn)[1]葉 奇．發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)多體動(dòng)力學(xué)建模的若干問(wèn)題[J]．機(jī)電工程，2007．12．[4]尤小梅．發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸動(dòng)力學(xué)仿真研究[J]．沈陽(yáng)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004．4．[5]樊文欣．高速汽油機(jī)曲軸動(dòng)態(tài)特性研究[J]．測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào)，1997．1．[6]王云霞．單缸內(nèi)燃機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的計(jì)算機(jī)模擬研究[D]南京農(nóng)業(yè)碩士論文，2001．6．[7]郝寶林．發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)建模與仿真[J]．哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006．6．[8]高秀華．內(nèi)燃機(jī)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005．9．[9]楊連生．內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)[M]．北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1980．6．[10]汽車(chē)工程手冊(cè)編委會(huì)．汽車(chē)工程手冊(cè)：設(shè)計(jì)篇[M]．北京：人民交通出版社，2001．5．[11]陳家瑞．汽車(chē)構(gòu)造[M]．北京：人民交通出版社，2002．4．[12]臧 杰．汽車(chē)構(gòu)造：上冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005．7． [13]束永平．汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析[J]．東華大學(xué)學(xué)報(bào)，2005．12．[14]周松鶴．工程力學(xué)（教程篇）[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2003．2．[15]石津?。l(fā)動(dòng)機(jī)曲軸彎曲疲勞強(qiáng)度的可靠性分析[J]．武漢工學(xué)院學(xué)報(bào)，2005．7．[16]王東華．曲軸強(qiáng)度計(jì)算若干問(wèn)題的探討[J]．天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2002．3．[17]施興之．連續(xù)梁計(jì)算計(jì)算曲軸應(yīng)力的研究[J]．內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào)，2001．2．[18]郝志勇．多缸機(jī)曲軸連續(xù)梁計(jì)算法的改進(jìn)[J]．內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào)，2002．4．[19]吳　楠．內(nèi)燃機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的多體動(dòng)力學(xué)仿真[D]．集，2004．7．[21]王 霄．Pro/Engineer Wildfire [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007．5．[23]夏 天．捷達(dá)王與都市先鋒轎車(chē)維修手冊(cè)[M]．北京：北京理工大學(xué)出版社，2001．10．53