1.2 国内外研究现状及存在的问题

1.3 本文的主要内容

     本文主要是针对375型柴油机的曲轴进行设计，首先是曲轴的结构设计，包括材料的选取，尺寸参数的确定等；其次是曲轴的强度校核，其中要用到静力学和动力学的分析；然后是曲轴的三维建模和工程图绘制，其中要运用到Solidworks、AutoCAD软件等；最后是曲轴加工工艺的设计，根据曲轴在工作中的配合情况以确定其加工面的精度等级和所要达到的尺寸、形位精度。

第二章  曲轴的结构设计

2.1 375柴油机主要技术参数

    375柴油机主要用于轮式拖拉机动力，经过一定改装和调整后，可用于排灌动力、发电机组和小型载重汽车上。其特点是结构紧凑、重量轻、性能好。

    375柴油机的技术参数：

    型式：直喷、直列、三缸、立式、水冷、四冲程、ω形燃烧室

    活塞行程/气缸直径：  80/75

    标定功率/转速：  19/3400 （kW/r/min）

    压缩比： 17 ：1

    燃油消耗率：  ≤250（g/kW·h）

    润滑方式：  压力及飞溅复合式

   启动方式：  电启动

2.2 曲轴概述

    曲轴是柴油机的主要运动件之一，其性能直接影响着发动机的可靠性和寿命。随着发动机强化指标的不断提高，曲轴的工作条件越来越苛刻。曲轴是在不断周期性变化的气体压力、往复和旋转运动质量的惯性力以及它们的力矩（扭矩和弯矩）共同作用下工作的，使曲轴既扭转又弯曲，产生疲劳应力状态。实践与理论表明，对于各种曲轴，弯曲载荷具有决定性意义，而扭转载荷仅占次要地位（不包括因扭转振动产生的扭转疲劳破坏）。曲轴破坏的统计分析表明，80%左右是由弯曲疲劳产生的。

因此，在设计曲轴时，必须正确选择曲轴的结构形式、尺寸参数、材料与工艺，使其具有较高的疲劳强度、刚度以及良好的动态特性。

    曲轴形状复杂，所以应力集中现象相当严重，特别是在曲柄至轴颈的过渡圆角区、润滑油孔附近以及加工粗糙的部位尤为突出。曲轴各轴颈在很高的压力作用下，以较大的相对速度在轴承中发生滑动，而这些轴承在实际工况运转条件下并不总能保证液体润滑，尤其当润滑油不洁净时，轴颈表面受到强烈的磨料磨损，使得曲轴的实际寿命大大降低。曲轴是曲柄连杆机构的中心环节，其刚度十分重要。如果曲轴弯曲刚度不够，就会大大恶化连杆、活塞、轴承等重要零部件的工作条件，降低它们的工作可靠性和耐磨性，甚至可导致曲轴箱局部损坏。曲轴扭转刚度不足则可能使其在工作转速范围内产生强烈的扭转振动；轻则引起噪音，加速其上齿轮等传动件的磨损；重则使其断裂。

综上所述，曲轴设计时应满足以下要求：

1．有足够的疲劳强度，以保证曲轴工作可靠；

2．有足够的刚度，使曲轴变形不致过大；

3．轴颈具有良好的耐磨性；

4．曲柄排列合理，以保证柴油机工作均匀；

5．材料选择适当，以充分发挥材料强度潜力。

曲轴设计步骤大致如下：

1．根据柴油机的用途，强化程度，生产批量，缸心距以及活塞行程等参数，选择适当的曲轴材料，结构形式，毛坯制造方法及必要的强化工艺。

2．依据柴油机相似原则以及设计者的经验，初步选定连杆轴颈，主轴颈和曲柄臂的尺寸。 

3．根据柴油机冲程数、气缸数目、排列方式和发火顺序，从保证扭矩均匀，平衡性良好，主轴承负荷不要过大等原则出发确定曲柄排列结构。