毕业设计（论文）-柴油机曲轴设计

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1、1前言L1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lOMPa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，形成口J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°C〜726.85°C,极大地超过柴油的口燃温度，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°C〜2226.

2、850在高压气体推动下，活塞向卜•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0.07〜0.09MPao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

3、升到96.85°C〜126.85°C。（2）压缩行程进气行程结束后，进气门、排气门同吋关闭。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°C〜426.85°C,压力一般为0.6〜1.2MPao（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

4、程创造条件的。因此，单缸发动机工作不平稳。现代汽车都采用多缸发动机，在多缸发动机中，所有气缸的作功行程并不同时进行，而尽可能有一个均匀的作功间隔，因而多缸发动机曲轴运转均匀，工作平稳，并可获得足够大的功率。例如六缸发动机，在一个工作循环中，曲轴要旋转720。，曲轴转角每隔120。就冇一个气缸作功。1.1.2曲轴曲轴是柴油机曲轴连杆机构的重要零部件，将作用在活塞上的气体压力变为绕其本身轴成的力矩，再通过飞轮传给传动系统，即将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动通过曲轴输出动力。工作时，曲轴承受冲击和交弯载荷的弯曲和扭转，故耍求曲轴冇足够的

5、强度和韧性，出于曲轴长时间工作，轴颈表面也受到很大的磨损。目前车用柴油机曲轴材质有球墨铸铁和锻钢两类。1.2曲轴加工技术现状口前美国、德国、日木等工业发达国家正向着柴油机增压、增压屮冷、大功率、高可靠性、低排放方向发展，其加工生产线正在向智能化、高效率和绿色化发展。而相比之下我国的曲轴制造业就有点相对落后。国内较陈1口的曲轴生产线多数由普通机床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备-•般采用多刀车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈，工序质量稳定性差，容易产生较大的加工应力，难以达到合理的加工余量。精加工普遍采用MQ8260

6、等普通曲轴磨床进行粗磨、半精磨、精磨、抛光，通常靠人工操作，加工质量不稳，尺寸一致性差。而廿前的小型柴油机曲轴制造业面临的是以下几个需要解决的问题：（1）多品种、小批量生产；（2）交货期大大缩短；（3）降低生产成木；（4）难切削材料的出现使加工难度明显增加，加工中提出了许多需要解决的课题,如硬切削；（5）为保护环境，要求少用或不用切削液，能够实现干式切削或准干式切削；曲轴作为发动机的心脏，正面临着安全性和可靠性的严峻挑战，传统材料和制造工艺已无法满足其功能要求，因此各专业曲轴生产厂家争相引进新技术、新工艺，提高制造技术水平。因此，进

7、入21世纪以来，高速、高精、高效的复合加工技术及装备在曲轴制造业中将得到了迅速的应用。2设计任务说明2.1柴油机参数说明表2.1柴油机参数说明气缸数:6缸径：110mm行程：130mm总排ft：1.8812小时功率：22HP活塞平均速度：6m/s最大扭矩：11.86kg.m12小时平均有效压力:7Kg/cm12小时燃烧消耗:185g2.2工艺规程的作用工艺规程是指导主产的重要技术文件，起指导作用；是主产计划、调度、工人操作和质量检验等生产组织和管理的依据；是新建或扩建工厂或车间的重要技术资料。总之，零件的机械加工工艺规程是每个机械制

8、造厂或加工车间必不可少的技术文件。生产前用它做生产的准备，生产中用它做生产的指挥，生产后用它做生产的检验。2.3曲轴的结构特点及其工艺技术分析2.3.1曲轴的结构特点曲轴是由主轴和连杆轴构成，连杆轴绕主轴旋转。曲轴是将活塞的往复运动通