东莞市正航仪器设备有限公司
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阅读：70发布时间：2022-5-26
上文已经介绍过曲轴设计概念的前段部分，本文正航仪器做个补充，为您介绍后半部分，大家一起来看看吧！
（一）润滑油道
曲轴的润滑油道是保证曲轴在整个工作过程中，能够从发动机主油道获得有一定压力的润滑油，来对曲轴进行润滑、清洁、散热。作为强制润滑，一般主油道内压力在1.5bar~6bar左右。油道设计要充分考虑曲轴轴颈上负荷分布的情况，主轴颈油道要保证充分润滑的需要，并能够给曲柄销充分供油。曲柄销油道开口要在轴颈上油膜低压区，一般来说，这个区域在曲拐平面运转前方45º~90º区域内，油道布置要尽量从危险截面中间位置穿过，不要偏向一侧，以免对曲轴强度造成影响。油道孔口要求要尽可能适当加大倒圆并抛光，避免该处应力集中严重的现象，从而引起曲轴的扭转断裂发生。
（二）圆角
圆角是指的曲轴主轴颈、曲柄销两端根部分别与曲柄臂相接的位置，因曲轴在这个部位的形状突变，决定了该处往往是曲轴应力集中最严重同时也是应力值较大的部位。大多数曲轴破坏都是从这个部位开始的，其破坏型式基本上都是弯曲疲劳断裂，因此确保圆角的设计合理是至关重要的。圆角设计有多种方式，但是其设计思路基本相同，首先，尽可能设计较大圆角，以减轻应力集中。其次，不能过分减小曲轴轴瓦有效承载面积。这两个条件是相互矛盾的，要权衡分析，不要顾此失彼。圆角过大又会造成轴颈实际承载面积的减小，如果过分强调保证轴承的承载面积，又会使圆角过小而影响到曲轴的强度。因此处理好这个关系非常重要，一般会采取尽量缩小圆角的大小，采取对圆角工艺强化的办法来提高该处的疲劳极限，从而也能保证留给轴瓦相对大的承载面积。曲轴强化工艺有氮化、圆角淬火及圆角滚压等，这种方案主要用在乘用车这类比较紧凑的发动机上。另一方面也可以选取承载能力较强的轴瓦材料，获得较大的圆角，这种方案大都用在爆发压力较高的柴油发动机曲轴上。现在在小发动机上已经普遍采用的沉割圆角加滚压强化工艺的圆角设计相对来说理想，但是要对滚压参数仔细设计，因为如果滚压参数不合适话，滚压效果就会适得其反。本论文曲轴采用沉割滚压方式的圆角结构和强化工艺设计。
（三）整体要求曲轴设计完成后，还要结合连杆进行运动机构校核，防止和缸体等零部件发生干涉等。因为这个过程更多程度上是对连杆与缸体等零件的干涉问题，就不详细叙述。
（四）曲轴的CAD设计
本论文中曲轴设计的CAD软件为PTC公司的PRO/Engineer，PRO/Engineer软件是现在国内内燃机行业采用较广泛的三维设计软件之一。因为它具备良好的参数化，可以采取自顶向下的设计参数化设计，可以很好的开展并行工程设计，尤其是从3D设计中就采取的是全参数化，因此在与其关联的2D工程图中就不会出现尺寸欠约束等问题。因此PRO/E非常适合发动机这么一种非常成熟的产品设计，并很容易通过修改部分参数进行产品变型设计。设计注意事项：对于类似于曲轴这种先生产毛坯再进行机械加工的零件，一定要严格按照先建毛坯再做加工的建模顺序来进行3维数模设计。这种做法曲轴制造的实际工艺，能够减少工艺风险。在建模中要充分考虑各阶段制造工艺，避免出现无法加工或工艺性差的问题。同时要注意建模思路，避免数模中的逻辑错误出现，这些问题数模将会对将来工程图、CAE分析、加工制造带来问题。根据2.1.1中设计原则，利用PRO/E建立完成曲轴毛坯三维数模。然后对曲轴数模进行加工设计，为区别加工面，特将加工面设置为红色。加工完成数模*行几何检查。模型的几何检查是在建模过程中自动进行的，如果建模是时常进行几何检查，就可以在时间发现并改正建模过程的几何错误，减少并消除因几何问题而出现的难于做前处理和后处理的问题。本设计完成后的检查结果，可以看到，几何检查按钮为灰色，证明曲轴数模没有几何逻辑错误。数模质量比较好。
以上就是曲轴设计概念的相关知识，正航仪器在此共享给大家。
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