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曲轴的计算：初步选定曲轴尺寸后，需对曲轴进行平衡性和曲轴疲劳强度的计算，以验证所设计曲轴是否满足前述各项设计要求[4]。

根据上述计算结果，决定是否需要修改设计。以上计算应反复进行，并最终确定曲轴的尺寸，平衡块的大小和布置方式以及润滑油道的布置，并完成曲轴两端的设计，最后绘制出曲轴零件图。

2.3 曲轴的结构型式及其选择

2.3.1 曲轴的结构形式

曲轴从整体结构上可以分为整体式和组合式两种，随着复杂结构零件的铸造和锻造技术的进步，现代柴油机几乎全部都采用整体式曲轴。从支承方式看，曲轴有全支承结构和浮动支承两种结构，为了提高曲轴的弯曲强度和刚度，现代多缸柴油机的曲轴大都采用全支承结构。

2.3.2 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。根据其毛坯制造方法的不同曲轴的常用材料可以分为两类：铸造曲轴材料和锻造曲轴材料。本次设计选用铸造曲轴材料。曲轴材料一般使用45，40Cr，35Mn2等中碳钢和中碳合金钢、球墨铸铁QT60-2、可锻铸铁KTZ70-2以及合金铸铁等。目前球磨铸铁由于性能优良，加工方便，价格便宜而被广泛应用于曲轴材料，本次设计采用QT60-2为曲轴材料。

2.4 曲轴的基本尺寸

2.4.1 主轴颈和曲柄销

主轴颈和连杆轴颈是曲轴最重要的两对摩擦副，两者的设计直接影响柴油机的工作可靠性、外形尺寸及维修等。主轴颈的结构和尺寸与曲轴的强度、刚度及润滑条件密切相关。主轴颈的直径越大，曲轴的刚度也越大，但主轴颈直径过大会引起表面圆周速度增大，进而导致摩擦损失和机油温度升高。连杆轴颈的直径增大会引起转动惯量及旋转离心力的急剧增加，并使连杆大头的尺寸增大，不利于连杆通过气缸的取出，因此在保证轴承比压不变的情况下，采用较大的主轴颈直径 ，同时减小主轴颈长度 ，有利于缩短柴油机的长度，或者加大曲柄臂的厚度，采用短而粗的主轴颈，可提高曲轴扭振的自振频率，并减小在工作转速范围内产生共振的可能性。一般情况下连杆轴颈的直径 总是小于主轴颈直径 [4]。

由《柴油机设计手册（上）》表9-1可知，直列式非增压柴油机主轴颈直径与气缸直径之比 的比值为0.7～0.8，且D=75mm，则 =52.5～60mm，取 =60mm。

    各主轴颈长度均相等且与气缸直径之比为 =0.35～0.5，即 =26.25～37.5mm，取 =35mm。

连杆轴颈直径与气缸直径之比为 =0.6～0.7，即 =45～52.5mm，取 =50mm。

连杆轴颈长度均相等且与气缸直径之比为 =0.35～0.45，即 =26.25～33.75mm，取 =30mm。

适当尺寸和形状的减重孔可以改善主轴颈和连杆轴颈具的圆角应力分布和提高二者的疲劳强度。因而本设计中的主轴颈和连杆轴颈均采用减重孔，主轴颈减重孔直径 与连杆轴颈减重孔直径 分别取 =30mm、 =20mm，缩口部分 ， 、 ， 。

2.4.2 曲柄臂

曲在曲柄平面内柄臂的抗弯曲刚度和强度都较差,源Z自+优尔=文)论(文]网[www.youerw.com，往往因受交变弯曲应力而发生断裂。因此曲柄臂是整体式曲轴上最薄弱的环节，设计时应注意选取适当的宽度和厚度，并选择合理的形状来改善应力的分布情况。增大曲柄臂的厚度和宽度均可以提高曲柄臂的强度，但从提高曲柄臂的抗弯强度来看，增加厚度比增加宽度效果更好。

由《柴油机设计手册（上）》表9-1可知，曲柄臂厚度h与气缸直径D之比为 ，即 ，可取 。