山东理工大学：《内燃机设计》课程教学资源（PPT讲稿）第九章 曲轴组与轴承

归东理子太 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 第九章 曲轴组与轴承

第九章 曲轴组与轴承

白本程子太深 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本章主要研究内容 工作情况和设计要求 结构形式 结构设计 材料和毛坯工艺 研究内容 疲劳强度计算 提高疲劳强度的工艺措施 曲轴轴承 有限元法的应用

Shanghai Jiao Tong University 本章主要研究内容              工作情况和设计要求 结构形式 结构设计 材料和毛坯工艺 研究内容 疲劳强度计算 提高疲劳强度的工艺措施 曲轴轴承 有限元法的应用

白本残子太军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 由若干个相互错开一定角度的曲轴加上功率输出端和 曲轴 自由端构成。每个曲柄又由主轴颈、曲柄销和曲柄臂 组成 安装在功率输出端，其作用是提高曲轴的回转均匀 飞轮 度，通常在其外缘画有刻度，作为调整内燃机定时 的标志 曲轴组 平衡重 用来平衡不平衡惯性力和力矩，改善内燃机 的平衡性能和减轻主轴承的负荷 减振器 用来减小曲轴扭振振幅及扭振附加应力，安装在 曲轴自由端 传动齿轮

Shanghai Jiao Tong University         曲轴 飞轮 曲轴组 平衡重 减振器 传动齿轮 由若干个相互错开一定角度的曲轴加上功率输出端和 自由端构成。每个曲柄又由主轴颈、曲柄销和曲柄臂 组成 安装在功率输出端，其作用是提高曲轴的回转均匀 度，通常在其外缘画有刻度，作为调整内燃机定时 的标志 用来平衡不平衡惯性力和力矩，改善内燃机 的平衡性能和减轻主轴承的负荷 用来减小曲轴扭振振幅及扭振附加应力，安装在 曲轴自由端

山东子军第一节 曲轴组的工作情况与设计要求 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 曲轴====气体压力、惯性力及其扭矩和弯矩 ©弯曲载荷具有决定性意义，而扭转载荷占次要地位 ©曲轴应力集中现象严重。 曲轴的疲劳筱泳 曲轴的应力集中 弯曲菠折破坏 b)扭转玻；破坏 ©强烈磨损：曲轴主轴颈和曲柄销高速旋转

Shanghai Jiao Tong University 第一节 曲轴组的工作情况与设计要求 曲轴====气体压力、惯性力及其扭矩和弯矩 弯曲载荷具有决定性意义，而扭转载荷占次要地位 曲轴应力集中现象严重。 强烈磨损：曲轴主轴颈和曲柄销高速旋转

归东理子太军 HANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 曲轴的总体构造 曲轴由若干个单位曲柄和自由端及飞轮端组成 ©单位曲柄由主轴颈1，曲柄臂2，曲柄销3组成 飞轮洲 自由端 曲轴总体构造

Shanghai Jiao Tong University 曲轴的总体构造 曲轴由若干个单位曲柄和自由端及飞轮端组成 单位曲柄由主轴颈1，曲柄臂2，曲柄销3 组成

白本程子太深 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 曲轴的受力分析和应力分布 力和力矩包括： (1)气体力和活塞连杆组往复惯性力 产生的法向P和切向邡， (2)连杆大端回转质量的离心P及 曲柄销离心Pp, 曲臂部平衡离心 JPw (3)平衡重的离心力Pw (4)主轴承支座处曲柄平面内的支反 N NN (5)主轴承支座处与曲柄平面相垂直 的支反力N,NT 单位曲柄上的力 (6)由前面气缸传来的扭矩Mk, (7)由本曲柄后面的曲柄传来的反作 用力矩Mx

Shanghai Jiao Tong University 曲轴的受力分析和应力分布 力和力矩包括： （1）气体力和活塞连杆组往复惯性力 产生的法向力 和切向力 （2）连杆大端回转质量的离心力 及 曲柄销离心力 ，曲臂部平衡离心 力 （3）平衡重的离心力 （4）主轴承支座处曲柄平面内的支反 力 ， （5）主轴承支座处与曲柄平面相垂直 的支反力 ， （6）由前面气缸传来的扭矩 （7）由本曲柄后面的曲柄传来的反作 用力矩 PN PN PT PrB PrP PrW PBW Nj NNj-1 N Tj-1 N Tj N MKj MKj-1

归东程子末军 HANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 主轴颈受力分析 © 主轴颈==交变扭矩Mk:支反 力N,在垂直于曲柄平面伪的弯 曲作角和NN在曲柄平面内的弯 曲作用。 © 主轴颈受力后产生的是扭转和弯 曲的交变应力。 7 ① 扭转作用占主要成分。 单位曲柄上的力

Shanghai Jiao Tong University 主轴颈受力分析 主轴颈===交变扭矩 、支反 力 在垂直于曲柄平面内的弯 曲作用和 在曲柄平面内的弯 曲作用。 主轴颈受力后产生的是扭转和弯 曲的交变应力。 扭转作用占主要成分。 MKj-1 Nj-1 N Tj-1 N

白本程子太深 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 曲柄销受力分析 曲柄平面内合成弯矩的作 用Pw Paw NN. 垂直于曲柄平面的弯矩作 用N 扭矩作用Mk和N,产 生的扭矩 曲柄销===扭转和弯曲的 交变应力 单位曲柄上的力

Shanghai Jiao Tong University 曲柄销受力分析 曲柄平面内合成弯矩的作 用 垂直于曲柄平面的弯矩作 用 扭矩作用 和 产 生的扭矩 曲柄销===扭转和弯曲的 交变应力 Nj-1 N PrW PBW Nj-1 N Tj-1 N MKj-1 Tj-1 N

归本理子末 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 曲柄臂受力分析 国 拉压应力PwNN 国 在曲柄平面内的弯曲应力NN PrR P甲 © 垂直于曲柄平面内弯矩形成 PN 的应力Mk,NT NX:- 田 扭矩引起的应力N 圈 曲柄臂===交变的拉压、弯曲 和扭转产生的复合应力 单位曲柄上的力

Shanghai Jiao Tong University 曲柄臂受力分析 拉压应力 在曲柄平面内的弯曲应力 垂直于曲柄平面内弯矩形成 的应力 扭矩引起的应力 曲柄臂===交变的拉压、弯曲 和扭转产生的复合应力 Nj-1 N PBW Nj-1 N Nj-1 N MKj-1 Tj-1 N Tj-1 N

山素程子末军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 主轴颈10% 曲轴损坏程度曲柄销34% 曲柄臂56% ©统计资料显示符合上述受力情况分析

Shanghai Jiao Tong University 统计资料显示符合上述受力情况分析 10% 34% 56%      主轴颈 曲轴损坏程度 曲柄销 曲柄臂