曲轴的结构一般由主轴颈、连杆颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。 曲轴的作用： 它与连杆合作，将作用于活塞的气体压力转化为旋转动力，传递给底盘的传动机构。 同时驱动风扇、水泵、发电机等配气机构和其他辅助装置。 工作时，曲轴受气体压力、惯性力和转动惯量的作用，受力大而复杂的力，受交变载荷的冲击作用。 此外，由于曲轴是高速旋转件，曲轴要求足够的刚度和强度，承受冲击载荷的能力良好，耐磨性和润滑性良好。 曲轴结构图 转弯 把一个连杆的脖子和它两端的曲臂和前后两个主轴的脖子合在一起，叫做弯曲。 由一根主轴颈、一根连杆轴颈和一根曲柄构成一个曲柄，曲轴曲柄数与气缸数相等()直列式发动机)； v型发动机曲轴的曲轴数等于气缸数的一半。 曲轴连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，通过曲轴与主轴轴颈连接，在连接处通过圆弧过渡，减少应力集中。 直列发动机连杆的轴颈数和气缸数相等。 v型发动机连杆的轴颈数等于气缸数的一半。 曲柄轴 曲柄轴颈和连杆轴颈的连接部分，截面呈椭圆形，为了平衡惯性力，在曲柄上铸造(或紧固)有平衡块。 平衡块用于平衡发动机不平衡的离心力矩，有时也用于平衡部分往复惯性力，使曲轴旋转顺畅。 曲轴前端安装有正时齿轮、驱动风扇和水泵的皮带轮、启动爪等。 为了防止机油沿曲轴轴颈泄漏，曲轴前端安装了油底壳，齿轮箱盖上安装了油封。 曲轴后端用于安装飞轮，后轴颈和飞轮法兰之间设有台阶油法兰和回油螺钉，以防止机油向后方泄漏。 曲轴的形状和曲轴角的相对位置，即曲轴角的配置，依赖于气缸数、气缸排列、发动机的点火顺序。 多缸发动机点火顺序应注意连续工作的双缸尽量分开，以减轻主轴承负荷，避免可能同时出现的进气重复现象。 工作间隔必须均匀。 也就是说，发动机必须在完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸点火工作一次。 另外，各气缸点火的间隔时间用曲轴角表示，称为点火间隔角。 四冲程发动机完成一个工作循环，曲轴转两圈，其转角为720，曲轴转角720内发动机各气缸应点火一次才能工作。 另外，由于点火间隔角均匀，四冲程发动机的点火间隔角为720/i。 (I为气缸数)，也就是曲轴每旋转720/i，必须一缸一缸地工作，以使发动机运转顺畅。 主缸颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主壳体上。 主轴承的数量不仅取决于发动机的气缸数量，还取决于曲轴的支承方式。 曲轴的支撑方式一般有两种 一个是全支撑曲轴，另一个是全不支撑曲轴。 完全支持曲轴： 曲轴的轴颈数比气缸数多一个。 也就是说，每个连杆的轴颈两侧都有一个轴颈。 例如，六缸发动机有七个主轴颈以完全支撑曲轴。 四缸发动机全支撑曲轴有五个主轴颈。 通过这种支撑，曲轴的强度和刚性好，减轻主轴承负荷，减少磨损。 柴油发动机和汽油发动机大部分多采用这种形式。 非支承曲轴： 曲轴的颈数少于气缸数或等于气缸数。 这种支撑方式称为非全支撑曲轴，该支撑的主轴承载荷较大，但缩短了曲轴的全长，减少了发动机的全长。 一些汽油发动机在负荷小的情况下可以采用该曲柄式。 曲轴的结构形式有一体式和组合式两种。 分析许多汽车发动机采用的一体化曲轴的结构 主轴颈 为了支撑曲轴，曲轴绕其中心线旋转数次。 主轴颈由滑动主轴承支撑，主轴颈结构与连杆轴颈相似，但与滑动主轴承不同，主轴颈结构与连杆轴颈相似，不同之处在于内表面有油槽。 主轴承盖用螺栓紧固在上曲轴箱的主轴承壳上。 为了使各主轴颈的磨损相对均匀，广泛制造受力的中央和两端的主轴颈。 连杆轴颈两侧有主轴颈者，称为全支承曲轴。 全支撑曲轴的钢度好，主轴颈负荷小，但比较长。 主轴颈数少于连杆颈时，称为非全支撑曲轴。 其特征与全支撑主轴相反。 2 .链接期刊 用于安装连杆头，如图1.3所示。 直列式发动机连杆轴项数与气缸数相等； 由于v型发动机的两个连杆共同安装在一个连杆的轴颈上，因此连杆的轴颈数为气缸数的一半。 连杆轴颈通常是中空的，其目的是减轻弯曲的旋转部分的质量，减小离心力。 中空部分也可以如图所示兼作油道和油室。 油室不贯通，外端用堵头封闭，用开口销锁定。 连杆中央插入弯头，喷嘴在油室中心。 曲轴旋转时，曲轴机油中的沉重异物飞溅到油室的壁上，清洁的机油通过弯管流向连杆的轴向表面，减轻了轴颈的磨损。 3 .曲柄臂 用于连接主轴颈和连杆颈，如图1.4所示。 发动机的曲柄臂有的带有平衡重，以平衡曲轴不平衡的离心力和离心力矩，有的平衡往复惯性力的一部分。 图1.5为四缸发动机曲轴受力情况。 1.4履带链轴颈的离心力F1.F4和2.3履带链轴颈的离心力F2.F3大小相等，方向相反。 从整体上看，内部看起来很平衡，但由于F1和F2形成的力偶MF2以及F3和F4形成的力偶M3-4，曲轴刚性不足时会发生弯曲变形，主轴颈会加剧磨损。 为此，需要拓宽轴颈，提高刚性以减少磨损。 但是，更有效的措施是在曲柄臂的相反方向上拉伸平衡块。 平衡块与曲轴成为一体，也可以单独制造。 另外，用螺栓固定在曲柄臂上。 加上平衡块会增加曲轴的质量和材料消耗，使制造工序变得复杂。 因此，是否对曲轴施加平衡重取决于情况。 离心力作用于曲轴，施加平衡重的图像 4 .曲轴前轴端 通常的前轴端安装有正时齿轮带轮的扭转阻尼器和动作爪等，为了防止机油沿着曲轴的轴颈泄漏，在正时齿轮的前端安装有飞轮盘，正时齿轮罩随着曲轴的旋转，油被油底壳溅到时，由于离心力会飞溅到正时齿轮罩的内壁，油封遮挡住油，油沿着壁面流向油盒。 5 .曲轴后轴端 有摇油法兰； 回油螺钉和飞轮结合盘。 飞轮结合盘用于连接飞轮的输出动力。 油炸锅和回油螺钉是为了防止现有的外部泄漏，如图1.6所示，从主轴颈间隙流向后端的油主要由油炸锅甩到主轴承箱孔后缘的槽内，通过回油孔流向底壳。 少量的油流向回油螺纹部，用回油螺纹返回回油法兰，摆动回油低壳。 为了更可靠地防止漏油，发动机有时会在最后的主轴承盖的端面安装油封。 油封材料有橡胶、含有石墨的石棉绳等。 另外，在最后主轴承盖与气缸体的接合面上埋入有软木棒、石棉绳等填充剂； 发挥密封作用。 曲轴作为转子，除了由正时齿轮螺旋齿轮传动产生的轴向力之外，还受到上下坡而加速； 作用由制动器和离合器踩下等产生的轴向力，曲轴前后晃动。 如果轴向运动量过大，将损害各部件的正常工作。 但是，不能太小。 请在曲轴上留下热膨胀伸长的余地。 为此； 曲轴需要一定的轴向间隙，该间隙通常为0.05~0.25mm。 6 .曲轴轴向限位装置 一般设置在某主轴颈的两侧。 其材料加工与滑动轴承相似，也是向钢背注入磨合金，但具体结构因车而异。 有两个圆形推力垫圈，通常安装在前端轴上，也有两个或四个半圆型推力垫圈； 更多情况下，将4块半圆形推力板与主轴承一体形成为卷曲金属，但轴承前后的松动，使卷曲金属端面的磨合金与对应的曲柄臂的推力面接触并摩擦，限制了曲柄轴的晃动。 7 .曲轴形状和各曲轴的相对位置 曲轴的形状和各曲轴的相对位置取决于气缸数量、气缸排列和工作顺序等诸多因素。 确定多缸发动机工作顺序时，首先应保证各缸工作间隔相等，确保发动机运行平衡； 其次，为了减轻主轴承的载荷，连续工作的双缸应该尽量分开。 同时，避免双缸相邻出现进气重叠现象，影响排气。 基于以上原则，四缸发动机的工作顺序和曲柄布置阐述如下。 四冲程直列四缸发动机，每缸在一个周期内必须工作一次，因此工作间隔角为720度/4=180度； 工作顺序有两种可能的排列方式，即1-2-4-3或1-3-4-2中前者被广泛采用。 弯曲的布局如图所示。 在机床上进行机械零件的机械加工时，必要的加工设备除刀具测量辅助工具外，还需要用于共夹工件的机床夹具(简称夹具)。 曲轴的精度要求 表面精度 曲轴前端外圆017.0042.040与齿轮配合，要求精度为IT8级，表面粗糙 度为Ra0.8； 外圆380.008皮带轮的配合精度为IT8级，表面粗糙度Ra0.8； 及后轴端外油封3.068要求精度为IT8级，表面粗糙度为Ra0.8； 主轴颈018.064要求精度为IT6级，表面粗糙度为Ra0.2； 连杆轴颈58的要求精度为IT6级，表面粗糙度为Ra0.2； 其馀非工作表面粗糙度也要求达到Ra12.5。 表面间的位置精度 主要是连杆的轴颈轴心线必须与轴颈轴心线平行，轴颈全长上的非平行度允许公差为0.012mm； 曲轴的法兰后端面应与主轴颈的轴心线垂直。 法兰边缘量时，抖动允许差为0.04mm； 曲轴两外端主轴颈架在v形块上时，中间轴颈的跳动公差为0.03mm； 曲轴皮带轮颈(380.008 )及后主轴颈油封颈(03.068 )跳动允许公差为0.04mm； h面相对于后主轴颈表面的同轴度的允许差如下 0.02mm； h面相对于100同轴度的允许差为0.05mm； 007 0035 040。 后主轴相对于颈同轴度的允许公差为0.04 mm； 及l表面与曲轴轴心线不垂直的角度(最外点)的抖动允许差为0.02 mm。 其他技术要求 1 )零件图中未记载尺寸的圆角半径均为2~3mm，铸造斜度为1度。 2 )铸件点火处理，点火后 a )其金相组织应为珠光体。 球灯85%、球化率7.5% b )机械性能应满足以下指标 拉伸强度588Mpa屈服强度412Mpa，伸长率2.0%。 c )硬度为HB225至305，对主轴颈及连杆轴颈进行(或相当于轴颈硬度外)检查。 检查期刊要隔开间隔，不能集中在某个阶段。 3 )表面不加工，必须清除焦痕及毛刺，表面必须干净。 4 )曲轴加工表面应清洁，无碰伤、凹痕、滑伤、刀伤、毛刺等缺陷。 5 )曲轴颈和连杆应进行超精研磨和研磨。 6 )进行曲轴动平衡检查时，曲轴两端的不平衡度不得小于2.4x10牛顿米。 7 )精磨后应进行磁力探伤，检查轴颈有无裂纹，探伤后退磁。 8 )主轴颈及连杆轴颈的尺寸根据需要可以按-0.25尺寸制造，018.075.63 )主轴颈(和018.075.57 )连杆轴颈(在加工时，在主轴颈或连杆轴颈上- ) 9 )其余技术要求见零件图技术要求的规定。