發(fā)動(dòng)機曲軸連桿實(shí)習報告

有關(guān)發(fā)動(dòng)機曲軸連桿實(shí)習報告3篇

　　隨著(zhù)個(gè)人素質(zhì)的提升，報告的用途越來(lái)越大，報告具有語(yǔ)言陳述性的特點(diǎn)。我敢肯定，大部分人都對寫(xiě)報告很是頭疼的，下面是小編為大家收集的發(fā)動(dòng)機曲軸連桿實(shí)習報告3篇，歡迎大家借鑒與參考，希望對大家有所幫助。

發(fā)動(dòng)機曲軸連桿實(shí)習報告 篇1

　　一、選題的依據及意義：

　　曲軸是發(fā)動(dòng)機對外輸出動(dòng)力的核心部件，是驅動(dòng)車(chē)、船等運輸工具的重要動(dòng)力來(lái)源。曲軸的功用是把活塞、連桿傳來(lái)的氣體力轉變?yōu)檗D矩，用以驅動(dòng)汽車(chē)的傳動(dòng)系統和發(fā)動(dòng)機的配氣機構以及其他輔助裝置。曲軸的工作情況是極其復雜的，它是在周期變化的燃氣作用力、往復運動(dòng)和旋轉運動(dòng)慣性力及它們的力矩作用下工作的，因此承受著(zhù)扭轉和彎曲的復雜應力。

　　曲軸是內燃機中承受沖擊載荷傳遞動(dòng)力的關(guān)鍵零件，也是內燃機五大件（機體、缸蓋、曲軸、凸輪軸、連桿）中最難以保證加工質(zhì)量的零件，發(fā)動(dòng)機曲軸作為重要運動(dòng)部件，同時(shí)因曲軸工況及其惡劣，因而對曲軸材料、曲軸尺寸精度、表面粗糙度、熱處理和表面強化、動(dòng)平衡等要求十分嚴格。其中任何一個(gè)環(huán)節的質(zhì)量對曲軸的壽命和整機的可靠性都有很大的影響。因此世界各國對曲軸的加工都十分重視，不斷地改進(jìn)曲軸加工工藝，最大可能地提高曲軸壽命。在大批量生產(chǎn)的條件下，傳統工藝已不能滿(mǎn)足當前設計和生產(chǎn)需求，在長(cháng)時(shí)間、高速運轉下，曲軸極容易過(guò)早出現失效或斷裂，嚴重影響曲軸的壽命和整機可靠性。曲軸的主要失效形式是軸頸磨損和疲勞斷裂，內燃機曲軸部分的結構形狀和主要尺寸對內燃機曲軸的抗彎疲勞強度和扭轉剛度有重要影響，因而在內燃機曲軸設計時(shí)，必須對內燃機的結構強度問(wèn)題予以充分重視。

　　二、國內外研究現狀及發(fā)展趨勢：

　　2.1 國內外曲軸加工技術(shù)的現狀

　　目前車(chē)用發(fā)動(dòng)機曲軸材質(zhì)主要有球墨鑄鐵和鋼兩類(lèi)。由于球墨鑄鐵曲軸成本只有調資鋼曲軸成本的三分之一左右，且球墨鑄鐵的切削性能良好，可獲得較理想的結構形狀，并且和鋼質(zhì)曲軸一樣可以進(jìn)行各種熱處理和表面強化處理來(lái)提高曲軸的抗疲勞強度，硬度和耐磨性。所以球墨鑄鐵曲軸在國內外得到了廣泛的應用。據統計資料顯示，車(chē)用發(fā)動(dòng)機曲軸采用球墨鑄鐵材質(zhì)的比例在美國為90%，英國為85%，日本為60%，此為，德國比利時(shí)等國家也已經(jīng)大批量采用。國內采用球墨鑄鐵曲軸的趨勢則更加明顯，中小型功率柴油機曲軸85%以上采用球墨鑄鐵，而功率在160KW以上發(fā)動(dòng)機曲軸多采用鍛鋼曲軸。

　　2.2 國內外曲軸加工技術(shù)展望

　　美國，德國，日本等汽車(chē)工業(yè)發(fā)達國家都致力于開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保、高性能發(fā)動(dòng)55 機，目前各個(gè)廠(chǎng)家采用發(fā)動(dòng)機增壓、擴缸及提高轉速來(lái)提高功率的方法，使得曲軸各軸頸要在很高的比壓下高速轉動(dòng)，發(fā)動(dòng)機正向增壓、增壓中冷、大功率、高可靠性、低排放方向發(fā)展。曲軸作為發(fā)動(dòng)機的心臟，正面臨著(zhù)安全性和可靠性的嚴峻挑戰，傳統材料和制造工業(yè)已無(wú)法滿(mǎn)足其功能要求，市場(chǎng)對曲軸材質(zhì)以及毛胚加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強化、動(dòng)平衡等都要求都非常嚴格。

　　三、本課題研究?jì)热?/strong>

　　3.1 曲軸結構設計

　　3.1.1 曲軸的材料

　　根據曲軸工作在發(fā)動(dòng)機過(guò)程中承受彎曲、扭轉、剪切、拉壓等交變應力，要求具有較高的抗拉強度、疲勞強度、表面強度及耐磨性，芯部具有一定的韌性。即具有很高的疲勞強度、耐磨性和高淬透性，且進(jìn)行強化處理時(shí)變形小，高溫下具有高的蠕變強度。

　　隨著(zhù)發(fā)動(dòng)機性能的提高，對曲軸的原材料及加工工藝提出新的要求，現代車(chē)用發(fā)動(dòng)機曲軸材質(zhì)主要有球墨鑄鐵和鋼兩類(lèi)。由于球墨鑄鐵曲軸成本只有調質(zhì)鋼曲軸成本1/3左右，且球墨鑄鐵的切削性能良好，可獲得較理想的結構形狀，并且和鋼質(zhì)曲軸一樣可以進(jìn)行各種熱處理和表面強化處理來(lái)提高曲軸的抗疲勞強度、硬度和耐磨性。所以球墨鑄鐵曲軸在國內外得到了廣泛應用。據統計資料顯示，車(chē)用發(fā)動(dòng)機曲軸采用球墨鑄鐵材質(zhì)的比例在美國為90%，英國為85%，日本為60%，此外，德國、比利時(shí)等國家也已經(jīng)大批量采用。國內采用球墨鑄鐵曲軸的趨勢則更加明顯，中小型功率柴油機曲軸85%以上采用球墨鑄鐵，而功率在 160kW以上的發(fā)動(dòng)機曲軸多采用鍛鋼曲軸。

　　我國球鐵曲軸的生產(chǎn)繼QT600—

　　2、QT700—2之后，現已能穩定地生產(chǎn)QT800–

　　2、QT900 —2等幾種牌號，目前已能大批量生產(chǎn)QT800—6球鐵曲軸。但從整體水平來(lái)看，存在生產(chǎn)效率低，工藝裝備落后，毛坯機械性能不穩定、精度低、廢品率高等問(wèn)題。

　　3.1.2 曲軸結構設計

　　曲軸結構設計在過(guò)去的幾十年中得到了飛速的發(fā)展。在曲軸的設計初期一般是按照已有的經(jīng)驗公式計算或者與已有的曲軸進(jìn)行類(lèi)比設計，在進(jìn)行了初步的設56 計后造出曲軸樣品再進(jìn)行試驗，通過(guò)實(shí)驗數據進(jìn)行適當的改進(jìn)。曲軸設計發(fā)展到今天已經(jīng)有了很大的發(fā)展。隨著(zhù)內燃機向高可靠性、高緊湊性、高經(jīng)濟性的不斷發(fā)展，傳統的以經(jīng)驗、試湊、定性為主要設計內容的設計方法已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求，而隨著(zhù)電子計算機技術(shù)的`不斷發(fā)展，內燃機及其零部件的設計已經(jīng)發(fā)展到采用包括有限元法、優(yōu)化設計、動(dòng)態(tài)設計等現代先進(jìn)設計技術(shù)在內的計算機分析、預測和模擬階段。有限元法是最有效的數值計算方法之一，它使人們對零部件關(guān)鍵參數的理解和設計更進(jìn)了一步。

　�。�1）在設計內燃機曲軸時(shí)，應根據內燃機的工作條件，選擇不同的結構設計方案。內燃機曲軸結構設計方法大致如下：

　�、� 選擇確定結構形式：整體鍛造曲軸、整體鑄造曲軸、組合曲軸。

　�、� 確定潤滑油道

　　曲軸主軸頸和曲柄銷(xiāo)一般采用壓力潤滑。潤滑油由主油道送到各主軸承，在經(jīng)曲軸內潤滑油道進(jìn)去連桿軸承。當主軸承為滾動(dòng)軸承時(shí)，潤滑可從假軸承進(jìn)入曲軸內腔，再分配到各有關(guān)軸承。在決定主軸承和曲柄銷(xiāo)上的油孔位置時(shí)，主要考慮應保證供油壓力和油孔對曲軸強度的影響程度。

　�、� 確定曲軸平衡塊形式

　　平衡塊用來(lái)平衡曲軸的不平衡慣性力和力矩，減輕主軸承載荷以及減小曲軸和曲軸箱所受的內力矩。但曲軸配置平衡塊后重量增加，將使曲軸系統的扭振效率有所降低。因此應根據曲軸結構、轉速、曲柄排列等因素來(lái)配置平衡塊和平衡精度要求。平衡塊可與曲軸制成一體，也可與曲軸分開(kāi)制造后再進(jìn)行裝配。

　�。�2）曲軸結構形式的選擇

　　曲軸結構形式與其制造方法有直接關(guān)系，在進(jìn)行曲軸設計時(shí)必須同時(shí)進(jìn)行。曲軸有整體式和組合式曲軸兩大類(lèi)。而摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機常采用組合式曲軸，這是因為其加工簡(jiǎn)單，不需要大規模鍛模具設備，它由曲軸左半部、曲軸右半部及曲軸銷(xiāo)組成。通過(guò)液壓壓入的方法將其結合起來(lái)。本設計中采用滾動(dòng)軸承做主軸承。這是因為使用它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　�、� 可以采用隧道式曲軸，保證曲軸箱有較高的強度和剛度；

　�、� 可以減少摩擦損失，提高機械效率，因而使燃料消耗下降；

　�、� 發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)較為容易，尤其在氣溫較低的時(shí)候；

　�、� 采用滾動(dòng)軸承后，對主軸的潤滑較易實(shí)現。

　　3.2 曲軸工藝分析

　　3.2.1 曲軸的機械加工技術(shù)

　　曲軸主軸頸的粗加工、半精加工工藝和精加工工藝，大體分為以下幾種：

　�。�1）傳統的曲軸主軸頸的多刀車(chē)削工藝。 生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度相對較低。 粗加工設備多采用多刀車(chē)床車(chē)削曲軸主軸頸，工序的質(zhì)量穩定性差，容易產(chǎn)生較大的內應力，難以達到合理的加工余量。一般精加工采用曲軸磨床，通�？渴止げ僮�，加工質(zhì)量不穩定，尺寸的一致性差。

　�。�2）數控車(chē)削工藝。數控車(chē)削設備價(jià)格相對便宜，不需要復雜的刀具，但只適合小批量生產(chǎn)。

　�。�3）數控內銑銑削工藝。 內銑設備價(jià)格較高，刀具費用也很高，但適合大批量生產(chǎn)。

　�。�4）數控車(chē)—拉、數控車(chē)—車(chē)拉工藝。其突出優(yōu)點(diǎn)是可對寬軸徑進(jìn)行分層加工，切削效率高，加工質(zhì)量好，但車(chē)拉刀具結構復雜，技術(shù)含量高，并且長(cháng)期依靠進(jìn)口，好處是可集車(chē)—車(chē)拉工藝加工連桿軸頸要兩道工序于一起。

　�。�5）CNC高速外銑工藝。數控高速外銑是20世紀90年代新興起來(lái)的一種新型加工工藝，其應用范圍廣，特別雙刀盤(pán)數控高速外銑以其加工效率高、加工質(zhì)量穩定、自動(dòng)化水平高，已成為當前是曲軸主軸頸粗加工的發(fā)展方向。就比較而言，CNC車(chē)—車(chē)拉工藝加工連桿軸頸要二道工序，CNC高速外銑只要一道工序就能完成，切削速度高（目前最高可達 350m/min ）、切削時(shí)間較短、工序循環(huán)時(shí)間較短、切削力較小、工件溫升較低、刀具壽命高、換刀次數少、加工精度更高、柔性更好。如德國B(niǎo)OEHRINGER公司專(zhuān)為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機曲軸設計制造的柔性的高速隨動(dòng)數控外銑床VDF315OM— 4型，該設備應用工件回轉和銑刀進(jìn)給伺服連動(dòng)控制技術(shù)，可以一次裝夾不改變曲軸回轉中心隨動(dòng)跟蹤銑削曲軸的軸頸。其采用一體化復合材料結構床身，工件兩端電子同步旋轉驅動(dòng)，具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特點(diǎn)；使用SIEMENS840D CNC控制系統，設備操作說(shuō)明書(shū)在人機界面上，通過(guò)輸入零件的基本參數即可自動(dòng)生成加工程序，可以加工長(cháng)度450～700mm、回轉直徑380mm以?xún)鹊母鞣N曲軸軸頸直徑誤差僅為±0。02mm。

　　58 （6）數控曲軸磨削工藝。 精加工使用數控磨床，采用靜壓主軸、靜壓導軌、靜壓進(jìn)給絲杠（砂輪頭架）和線(xiàn)性光柵閉環(huán)控制等控制裝置，使各尺寸公差及形位公差得到可靠的保證，精加工還廣泛使用數控砂帶拋光機進(jìn)行超精加工，經(jīng)超精加工后的曲軸軸頸表面粗糙度至少提高一級精度。如GF70M— T曲軸磨床是日本TOYADA公工機開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的專(zhuān)用曲軸磨床，是為了滿(mǎn)足多品種、低成本、高精度、大批量生產(chǎn)需要而設計的數控曲軸磨床。該磨床應用工件回轉和砂輪進(jìn)給伺服聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)，可以一次裝夾而不改變曲軸回轉中心即可完成所有軸頸的磨削；采用靜壓主軸、靜壓導軌、靜壓進(jìn)給絲杠（砂輪頭架） 和線(xiàn)性光柵閉環(huán)控制，使用TOYADA工機生產(chǎn)的GC50CNC控制系統，磨削軸頸圓度精度可達到0。002mm；采用CBN砂輪，磨削線(xiàn)速度高達120m/s，配雙砂輪頭架，磨削效率極高。 3。2。2 曲軸的強化工藝技術(shù)

　　目前國內外曲軸常見(jiàn)的強化工藝大致有如下幾種：

　�。�1）氮化處理。氮化能提高曲軸疲勞強度的20%~60%。

　�。�2）噴丸處理。曲軸經(jīng)噴丸處理后能提高疲勞強度20%~40%。

　�。�3）圓角與軸頸同時(shí)感應淬火處理。該強化方式應用于球鐵曲軸時(shí)，能提高疲勞強度 20%，而應用于鋼軸時(shí)，則能提高l00%以上。

　�。�4）圓角滾壓處理。球鐵曲軸經(jīng)圓角該壓后壽命可提高 120%~300%，鋼軸經(jīng)圓角液壓后壽命可提高 70%~150%。曲軸圓角滾壓強化工藝主要包括曲軸圓角滾壓和曲軸滾壓校正兩部分。

　�。�5）復合強化處理。它是指應用多種強化工藝對曲軸進(jìn)行強化處理，球墨鑄鐵曲軸采用圓角該滾壓工藝與離子氮化工藝結合使用，可使整個(gè)曲軸的抗疲勞強度提高130%以上。

　　四、本課題研究方案

　�。�1）查閱原始資料，熟悉曲軸結構設計的方法及曲軸工藝技術(shù)。

　�。�2） 根據曲軸的工作條件和柴油機工作參數對曲軸進(jìn)行結構設計及強度校核。

　�。�3）利用曲軸材料和工況分析曲軸的加工工藝。

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