曲轴设计说明书
辽宁工程技术大学
机械制造技术基础
课程设计
题目：曲轴机械加工工艺规程及铣键槽工艺
装备设计
班级：汽车08-1班
姓名：何毅
学号：0807130109
指导教师：冷岳峰
完成日期：2011年6月
任务书
一、设计题目:曲轴机械加工工艺规程及铣键槽工艺装备设计
二、原始资料
(1) 被加工零件的零件图1张
(2) 生产类型:大批大量生产
三、上交材料
1．所加工的零件图1张2．毛坯图1张3．编制机械加工工艺过程卡片1套4．编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片1套5．绘制夹具装配图（A0或A1）1张6．绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。1张7．课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000-8000字）1份
四、进度安排
本课程设计要求在3周内完成。
1．第l～2天查资料，绘制零件图。
2．第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。
3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。
4．第11～13天，完成夹具装配图的绘制。
5．第14～15天，零件图的绘制。
6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。
7．第19天～21天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩
五、指导教师评语
该生设计的过程中表现，设计内容反映的基本概念及计算，设计方案，图纸表达，说明书撰写，答辩表现。
综合评定成绩：
指导教师
日期
摘要
机械制造技术基础课程设计，是以切削理论为基础，制造工艺为主线，兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本涉机能力培养的实践课程；是综合运用机械制造技术的基本知识，基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用掌握的“机械制造”技术基础知识及相关知识的一次全面的应用训练。
机械制造技术基础课程设计，是已机械制造工艺装备为内容进行的设计。即以给定的一个中等复杂的程度的中小型机械零件为对象，在确定其毛胚制造工艺的基础上，编制其机械加工工艺规程，并对其一工序进行机床专用卡具设计。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。
Abstract
Mechanical manufacturing technology foundation course design, is the cutting theory as a foundation, manufacturing process as the main line, balancing process equipment knowledge of mechanical manufacturing technology basic wade machine of cultivating the ability of practical courses, Is the comprehensive use of mechanical manufacturing technology of the basic knowledge, basic theory and basic skill, analyze and solve practical engineering problems an important teaching link, For the students use master "mechanical manufacturing technology" basis knowledge and related knowledge of a comprehensive application training. Mechanical manufacturing technology foundation course design, is already machinery manufacturing technology and equipment for the design of content. Namely in the given a medium-sized complex degree of small and medium-sized machinery parts as the object, in determining the blank casts manufacturing technology, on the basis of compiling the machining process planning, and one process machine special fixture design.
目录
1零件图工艺性分析 (1)
1.1零件结构及工艺特点 (1)
1.2零件技术条件分析 (1)
2确定毛坯、绘制毛坯简图 (2)
2.1选择毛坯 (2)
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (2)
2.3绘制毛坯简图 (3)
3工艺规程设计、拟定曲轴工艺路线 (4)
3.1定位基准的选择 (4)
3.1.1 粗基准的选择 (4)
3.1.2 精基准的选择 (5)
3.2各面、孔加工方法的确定 (6)
3.3加工阶段的划分 (7)
3.4工序的集中与分散 (8)
3.5工序顺序的安排 (8)
3.6确定加工路线 (9)
4设备及其工艺装备确定 (11)
5加工余量、工序尺寸和公差的确定 (11)
6确定各工序切削用量及时间定额 (12)
6.1工序切削用量 (12)
6.2时间定额 (13)
7夹具设计 (14)
7.1定位方案 (14)
7.2定位元件确定 (14)
7.3定位误差分析 (15)
7.4夹紧机构 (15)
7.5对刀装置 (16)
7.6夹具与机床联接元件 (16)
7.7夹具体结构 (17)
7.8装配图 (18)
7.9方案综合评价和总结 (19)
8 设计体会 (20)
9 参考文献 (21)
一、零件图工艺性分析
1. 零件结构及工艺特点
曲轴是将直线运动转变成旋转运动，或将旋转运动转变为直线运动的零件。它是往复式发动机、压缩机、剪切机与冲压机械的重要零件。该曲轴形状复杂，刚性较差，易变形.曲轴在交变和冲击载荷下工作，所以要求该轴应具有高强度，高韧性，高耐磨性等特点。由此可见，该零件的工艺性较好。
2. 零件技术条件分析
由曲轴左端面和外圆柱面、曲轴右端面和外圆柱面的表面粗超度要求和经济精度等级要求，他们需要精车，而且右端外圆柱还有平行度要求。大圆弧R42和小圆弧φ30也需要精车。曲轴两个端面的倒角需要车倒角加工。曲轴中间部分的两个平面和一个φ5的键需要专用夹具进行铣加工。
综上所诉，该曲轴的各项技术要求制定的较合理，符合该零件的功用。
二、确定毛坯、绘制毛坯简图
1．选择毛坯
零件的材料为45号钢，根据生产纲领以及曲轴在工作过程中所受的载荷情况，曲轴会受到重载荷、冲击载荷或交变载荷，选用锻件。
2.确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由机械加工工艺设计资料表2-9，选曲轴毛坯锻件精度为E级，查得毛坯加工余量为6，毛坯尺寸偏差由表2.1查得为±3.
3.绘制毛坯简图
三、工艺规程设计、拟定曲轴工艺路线
拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。
1.定位基准的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。
a)精基准的选择
精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便，以左端φ20mm外圆柱面为精基准加工出各圆柱面，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。并在后续工序中加工槽。
b)粗基准的选择
粗基准选择应为后续加工提供精基准。以右端面为基准，半精车、精车左端面和外圆柱；以左端面为基准，半精车、精车左端面和外圆柱；以右端面及各外圆柱端面为基准加工各圆柱端面。
2.各面、孔加工方法的确定
3．加工阶段的划分
（1）在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗车曲轴两端面和键槽的粗铣加工。
（2）在半精加工阶段，完成两右端面的半精车加工，为精加工作最后的准备。
(3)精加工阶段，完成端面的精车加工和键槽的精铣，达到零件图中的全部要求。
4.工序的集中与分散
选用工序集中原则安排曲轴的加工工序。该曲轴的生产类型为大批生产，可以采用立式铣床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序分散原则使工件的加工误差分散，可保证工件的质量。
5.工序顺序的安排
1）．机械加工工序
（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——左端φ20mm 外圆面。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先面后孔”原则，先加工曲轴外圆面，再加工φ5槽。2）．热处理工序
半精加工后，由于对工件的强度硬度耐磨性都有要求，故安排调质处理以达到要求，之后淬火以提高硬度。该曲轴在工作过程中承受较大的冲击载荷，存在这各种交变应力，故采用调质处理即可满足零件的加工要求。
3）．辅助工序
在半精加工和精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。
综上所述，该曲轴工序的安排顺序为：基准加工——粗加工——半精加工——调质处理——终检。
5.确定加工路线
制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下工艺路线：
四、设备及其工艺装备确定
所用设备：CA6140、C6132、Z4006A、X51、清洗机、检验台、钳工台。
夹具：支承钉、V形块、三爪卡盘。
刀具：端面车刀、外圆车刀、铣刀、槽铣刀、切断刀。
量具：百分表、游标卡尺、深度。
五、加工余量、工序尺寸和公差的确定
铣键槽工序的加工余量、工序尺寸和公差的确定：
由表2-26查得，精铣键槽的加工余量为Z槽=1mm。查表1-20可得铣键槽两个侧面是有：粗铣时公差等级为IT11，公差值为0.074mm：精铣时公差等级IT9，公差值为0.03mm。槽低粗铣公差等级为IT11，公差值为0.1mm。
终上所述，该工序的各工步的工序尺寸和公差分别为，两侧精铣：Φ50+0.03mm：两侧粗铣：Φ40+0.074mm：槽底粗铣：Φ120+0.1mm。
六、确定各工序切削用量及时间定额
1.工序切削用量
铣键槽：
工步1：铣φ5的两个圆孔距离14mm
1）背吃刀量的确定，取a
=3mm。
p
2）进给量的确定，查表5-14，取f=14mm/min。
3）切削速度的确定，查表5-16，按材料为45钢，取v=2m/min，由公式n=1000v/πd可求得该工序转速n，参照表格4-15，取立式铣
床的主轴转速为n=300r/min。在将此转速代入公式可求得该工序实际铣切速度为2.3m/min。
工步2：铣键槽
1）背吃刀量的确定，取a
p
=3mm。
2）进给量的确定，查表5-14，取f=14mm/min。
3）切削速度的确定，查表5-16，按材料为45钢，取v=2m/min，由公式n=1000v/πd可求得该工序转速n，参照表格4-15，取立式铣床的主轴转速为n=300r/min。在将此转速代入公式v=nπd/1000可求得该工序实际铣切速度为2.3m/min。
2. 时间定额
1）．基本时间t
j
的计算
根据表5-43，铣键槽的基本时间可由公式t
j
=（l-d）
/f
M C +(h+l
1
)/f
M C
，可以铣键槽工序的基本时间，式中l=19mm，h=3mm，
d=5mm，取l
1=1mm，f
M C
=14mm/min，将上述结果代入公式，则该工序的
基本时间：t
j
=1.2857min=77.142s。
2）．辅助时间t
a
的计算
根据第五章第二节所述，辅助时间t
a 与基本时间t
j
之间的关系为
t
a =(0.15~0.2) t
j
,这里取t
a
=0.15 t
j
,则工序的辅助时间分别为：
t
a
=0.15x77.142s=11.571s。
3）. 其他时间的计算
除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于十字沟槽的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准
备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间t
b
是作业时间的
2%~7%，休息与生理需要时间t
x
是作业时间的2%~4%，这里均取3%，
则各工序的其他时间可按关系式（3%+3%）（t
j +t
a
）计算，它们分别为：
t
b +t
x
=6%x（77.142s+11.571s）=2.661s
4）．单件时间t
d j
的计算
此工序的单件时间t
d j =t
j
+t
f
+t
b
+t
x
=91.374s
七、夹具设计
夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。根据老师给定的题目，设计工序—铣键槽的铣床夹具。本专用夹具将用于卧式铣床X51。
1. 定位方案
根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件了六个自由度，即x 移动、y 移动、z 移动、X 转动、y 转动、z 转动，由分析可知要使定位基准与设计基准重合。选φ12圆柱中心线和右端面为定位基准。
2. 定位元件确定
由于本工序的定位面是φ12圆柱中心线和右端面为定位基准，采用支撑板、支撑钉和固定V 形块组成定位方案，其中V 形块限制工件的两个转动和两个平动4个自由度，支撑板限制工件的一个平动和一个转动两个自由度，支撑钉限制上面两个定位元件没有限制住的一个转动。这些定位装置可以保证对零件六个自由度的限制，工件在夹具中定位，若六个自由度都被限制时，称为完全定位。
3.定位误差分析
零件的工序尺寸用V 形块定位，选工件的定位基准和工序基准都在同一轴线上。由于基准重合，不存在基准不重合误差b ?。基准移位误差2s i n 2α
δd
j =?，就是此定位方案的定位误差。本次V 形块取105°。
左边δd=0.03mm，代入上面公式得j?=0.0189<1/3Td；右边δd=0.0176<1/3Td。所以该方案合理。
4.夹紧机构
根据生产要求，选用气动铰链夹紧机构进行夹紧，利用铰链连接用上下V形块夹紧工件。使用气动夹紧装置，适应工件的大批量生产要求，并有效的提高了工作效率。
确定夹紧力的基本原则，夹紧力包括大小，方向和作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构设计中首先要解决的问题。应依据工件的结构特点，加工要求并结合工件加工中的受力状况及定位元件的结构和布置方式等中和考虑。
1，夹紧力方向的选择
夹紧力的方向与工件定位基准所处的位置，以及工件所受外力的作用方向等有关。选择时注意，应垂直于主要定位基准面。以保证工件夹紧的稳定性，最好与切削力和工件重力的方向一致，这样所需夹紧力最小，应尽量与工件刚度最大的方向一致，以减少变形。
2，夹紧力作用点的选择
夹紧力作用点的选择对夹紧的稳定性和工件变形有很大的影响。选择时注意：应落在支撑元件上或几个支撑元件所形成的支承面内，应落在工件刚度好的部位上，应尽量靠近加工面。
如图：
5.对刀装置
采用直角对刀块及平塞尺对刀。
6.夹具与机床联接元件
采用四个标准定位键，每两个定位键用螺钉固定在夹具体底面同一条直线位置上，用于确定铣床夹具相对于机床进给方向的正确位置。要保证定位键的宽度与机床工作台T型槽相匹配的要求。定位键可以承受一定的铣削扭矩，减轻夹紧螺栓、夹具体与机床的负荷，加强夹具加工过程的稳定性。夹具体上设置四个坐耳，夹具在机床工作台上定位后，用T形螺栓和螺母及垫片把夹具与机床固定夹紧。
7.夹具体
夹具体一般是夹具上最大和最复杂的基础元件，在夹具体上，要安放组成该夹具所需要的各种元件，机构，装置，并且还要考虑便于装卸工件以及在机床上的固定。因此夹具体的形状和尺寸应满足一定的要求，它主要取决与工件的外廓尺寸和各类元件与装置的布置情况以及加工性质等。所以在专用夹具中，夹具体的形状和尺寸很多是非标准的。
夹具体设计时应满足一下基本要求：
1 有足够的强度和刚度
2 减轻重量，便于操作
3 安放稳定，可靠
4 尺寸稳定，有一定的精度
5 结构稳定，工艺性好
6 排屑方便
7 应吊装方便，使用安全
如夹具体图：
8.装配图
9.方案综合评价和总结
该夹具结构简单，操作方便。采用气动夹紧装置，使工件的夹紧与卸下过程更为方便快捷。夹具上装有直角对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀；同时，夹具体底面上的两对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。
工作过程为气动夹紧装置为夹紧机构提供动力源，夹紧机构控制夹紧元件，夹紧元件直接与工件接触并对工件进行夹紧。对工件的夹紧可通过控制气动夹紧装置来完成，实现了工件的夹紧与卸下的自动化，这样有效的提高生产效率。
此设计达到了铣床专用夹具的设计要求，能够满足加工条件的要求，达到完成加工的目的。
八、设计体会
为期三周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为《机械制造基础》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。
本次课程设计主要经历了两个阶段，第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。
经过这三个星期的设计，我基本掌握了零件的加工过程分析及工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤，学会了查找相关手册、说明书等，以及选择使用工艺装备等等。
总之，这次设计使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。
由于个人能力有限，所学知识还不能完全掌握，设计中还有许多错误和不足，请各位老师和同学们多多斧正。
九、参考文献
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[15] 杨叔子. 《机械加工工艺师手册》. 机械工业出版社.2000
泵盖铸造工艺设计说明书
课程设计说明书 泵盖铸造工艺设计 院系：机械工程学院 专业：材料成型及控制工程 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 时间：
目录 1.铸造工艺分析 (1) 1.1零件介绍 (1) 1.2零件生产方式选择 (1) 1.3技术要求分析 (1) 1.4 合金铸造性能分析 (2) 2.确定铸造工艺方案 (2) 2.1确定铸造方法 (2) 2.2确定浇注位置和分型面 (2) 2.3确定型内铸件数目 (3) 2.4不铸出孔及槽的确定 (3) 2.5机械加工余量和铸造圆角的确定 (3) 2.6起模斜度和分型负数的确定 (5) 2.7砂芯的确定 (7) 2.8铸造收缩率的确定 (7) 2.9冒口的确定 (7) 2.10浇注系统的确定 (8) 3.芯盒的设计 (9) 3.1芯盒材质和分盒方式的确定 (9) 4.总结 (9) 参考资料 (10)
1.铸造工艺分析 零件简介： 1.1零件介绍： 零件名称：泵盖 零件材料：HT200 1.2零件生产方式选择： 大批量生产，零件图如下：
1.3技术要求分析 按照国家标准，对于HT200，其抗拉强度应达到200Mpa。铸件在使用时工作条件较好，但此铸件需起隔爆作用，按照技术要求，需在粗加工后进行时效处理及相应的热处理工艺。另外，铸件清砂后，焖火铲除毛刺喷砂后喷G04-6铁红过氯乙烯底漆。除此外无特殊技术要求。 注：其中φ21H7内孔为重要加工面，不允许存在气孔、夹砂等铸造缺陷。 1.4 合金铸造性能分析 灰铸铁具有良好的铸造性能： （1）流动性。灰铸铁的熔点较低，结晶温度范围较小，在适宜的浇注温度下，具有良好的流动性，容易填充形状复杂的薄壁铸件，且不易产生气孔、浇不足、冷隔等缺陷。 （2）收缩性。灰铸铁的浇注温度较低，凝固中发生共析石墨化转变，使其线收缩小，产生的铸造应力也较小，所以铸件出现翘曲变形和开裂的倾向以及形成缩孔、缩松的倾向都较小。 （3）灰铁充型能力好，强度较高，耐磨、耐热性好，减振性良好，铸造性较好，但需人工时效。 2.确定铸造工艺方案 2.1确定铸造方法 铸件材质为HT200，，其轮廓尺寸25×φ110，属中小件，联结结构合理，符合灰铸铁铸造要求，可以进行铸造工艺设计。采用湿砂型机器造型大批量生产。 采用湿砂型机器脱箱造型，热芯盒水玻璃砂射芯机制芯。 2.2确定浇注位置和分型面 浇注位置选择原则： （1）重要加工面应朝下或呈直立状态； （2）铸件的大平面应朝下； （3）应有利于铸件的补缩； （4）应保证铸件有良好的金属液导入位置，保证铸件能充满； （5）应尽量少用或不用砂芯； （6）应使合型、浇注和补缩位置一致。
曲轴课程设计说明书.
四拐曲轴课程设计说明书 院别： 专业： ] 班级： ] 姓名： 学号： 指导教师： 2012年 1月16日
目录 No table of contents entries found. 引言 曲轴是发动机里必不可少的部件。它的尺寸参数在很大程度上不仅影响着发动机的整体尺寸和重量，而且也在很大程度上影响着发动机的可靠性与寿命。曲轴的破坏事故可能引起发动机其它零件的严重损坏，在发动机的结构改进中，曲轴的改进也占有重要地位。随着内燃机的发展与强化，曲轴的工作条件越来越恶劣了。因此，曲轴的强度和刚度问题就变得更加严重了。在设计曲轴时，必须正确选择曲轴的尺寸参数、结构型式、材料与工艺，以求获得经济最合理的效果因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。我们的课程设计主要研究的是四拐曲轴的相关动力性能及强度计算。 我们运用所学的《工程制图》、《机械制造基础》、《工程材料》、《UG建模》、《CAD/CAE/CAM》技术与应用等课程，综合大学中所学的课程进行曲轴的分析校核设计。通过研究曲轴的工作过程以及加工工艺过程，以及曲轴的三维实体建模和ANSYS强度分析计算，使我们理论结合实践，提高实际操作能力，增强自身的核心竞争力，在课程设计的过程中具体目标有如下几个： 1、分析曲轴工作环境，性能要求以及材料等；
2、根据图纸进行三维实体建模； 3、对模型进行有限元分析； 4、根据有限元分析的结果进行强度分析。
2.四拐曲轴UG建模 UG软件是Siemens PLM Software公司推出的大型CAD/CAM交互式系统。在工业设计、产品设计、NC加工、模具设计等方面，UG都具有操作容易、使用方便、可动态修改的特点。用UG创建的三维参数化零件模型，不但可以在屏幕上自由的翻转动态观察结构形体，更可以进行方便的动态修改和调整。我们选用UG进行四拐曲轴的建模。 2.1建模步骤 1）创建固定基准平面。在平面上建立草图，拉伸 2）建立草图，并按轨迹进行扫掠
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曲轴锻造设计说明书 一、曲轴零件图 二、曲轴零件分析 曲轴是汽车发动机中的重要零件，它与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力，传给底盘的传动机构，同时，驱动配气机构和其它辅助装置。 曲轴在工作时，受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，同时，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。 曲轴在使用过程中的主要损坏形式有如下两种：一是疲劳断裂．先在轴颈和圆角处产生疲劳裂纹．然后向曲柄深处发展，造成曲轴断裂．也有少数曲轴先在轴颈中部的油道内壁产生裂纹．发展为曲轴断裂；二是轴颈表面的严重磨损(尤以连杆轴颈为甚)。因此，曲轴主要应有较高的疲劳强度和良好的耐磨性。
三、曲轴的毛坯材料及下料方法 1、曲轴的毛坯材料的选取 曲轴的材料从大的方面分，主要分为钢质和球铁两大类。 钢质曲轴材料又主要分为调质钢和非调质钢。钢质曲轴的主要特点是有着较高的抗拉强度、高疲劳强度、高硬度、高耐磨性以及好的心部韧性，可是它们对缺口的敏感性很高，要求的加工质量较高。钢质曲轴能够适应日益增高的强化发动机，现在高性能柴油机高压缩比下以很大的相对速度与轴承发生滑动摩擦，产生较高的温度与磨损，在交变的冲击载荷作用下服役条件十分恶劣。 调制钢也主要有两大类，一类是价格相对低廉的碳素钢，它们有着和合金钢一样的弹性模量，也有着较高的抗拉强度，主要应用于中等负荷的发动机。另一类是合金钢，相对于碳素钢，加入了各种贵重金属合金，提高了抗拉强的和疲劳强度，主要应用于中、高负荷的发动机。 近些年，随着世界能源与环保的要求进一步提高，曲轴的制造技术也获得了提高，非调质钢曲轴的发展和应用也越来越多，有着取代调制钢的趋势。非调质钢是利用锻造终了余温，在空气中进行冷却热处理，相对于调质钢曲轴污染小、成本低，生产能耗低、性能优良，特别在日本、欧洲已经广泛采用。国内正处于起步阶段，生产工艺还不稳定，还有待于成熟。
汽车发动机曲轴材料的选择及工艺的设计说明
专业课程设计任务书 学生：班级： 设计题目：汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计 设计容： 1、根据零件工作原理，服役条件，提出机械性能要求和技术要求。 2、选材，并分析选材依据。 3、制订零件加工工艺路线，分析各热加工工序的作用。 4、制订热处理工艺卡，画出热处理工艺曲线，对各种热处理工艺进行分 析，并分析所得到的组织，说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。 5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。 6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。
目录 0 前言 (1) 1 汽车发动机曲轴的工作条件及性能要求 (2) 1.1 汽车发动机曲轴的工作条件 (3) 1.2 汽车发动机曲轴的性能要求及技术要求 (3) 2 汽车发动机曲轴的材料选择及分析 (4) 2.1 零件材料选择的基本原则 (4) 2.2 曲轴常用材料简介 (5) 2.3 汽车发动机曲轴材料的确定 (5) 3 曲轴的加工工艺路线及热处理工艺的制定 (6) 3.1 35CrMo曲轴热处理要求 (6) 3.2 汽车曲轴的热处理工艺的制定 (6) 3.2.1 调质处理 (7) 3.2.2 去应力退火 (8) 3.2.3 圆角高频淬火和低温回
火 (9) 4 曲轴热处理过程中可能产生的缺陷及预防措施 (11) 4.1 校直过程引起材料原始裂纹 (11) 4.2 曲轴圆角淬火不当引起裂纹源 (12) 4.3 淬火畸变与淬火裂纹 (12) 4.4 淬火导致氧化、脱碳、过热、过烧 (13) 4.5 淬火硬度不足............................................................. (13) 5 曲轴在使用过程中可能产生的失效形式及分析 (13) 6 课程设计的收获与体会 (14) 7 参考文献……………………………………....................... 15 8 工艺卡................................................................. . (16)
铸造工艺学设计说明书
铸造工艺设计说明书 零件名称：联轴器 指导老师：范宏训 设计人：邱满元 学号：T833-1-34
目录 1零件概述 (1) 1.1零件信息 (1) 1.2技术要求 (2) 2铸造工艺方案拟定 (2) 2.1 分型面选择 (3) 2.2浇注位置选择 (4) 3铸造主要参数 (4) 4 浇注系统设计计算 (4) 5 冒口设计 (5) 6砂芯设计 (6) 7模板 (7) 8 参考文献 (9) 9总结 (9)
1零件概述 1.1零件信息 名称：联轴器材料：球墨铸铁 外形尺寸：φ120X80 体积: 298.4cm2 质量: 2.16kg 生产批量：大批量生产零件二位图如下图所示 零件三维图如图1.1所示 图1.1 联轴器三维图
1.2技术要求 （1）铸件加工后，加工面不得有任何的铸造缺陷，非加工表面不得有明显 的夹渣、凹陷、砂眼和裂纹；。 （2）该零件配合方式为过盈配合； （3）保证该件受力较大的工作部分的力学性能。 2铸造工艺方案拟定 1 、铸造工艺图如图所示，分型面、加工余量、拔模斜度如图所示 对于单个零件，其冒口及浇注系统初步定为如下图所示，浇注位置和冒 口正好选在热节最大的地方 冒口 浇注系统
选择分型面的理由：1、保证铸件大部分位于下箱，温度分布较为合理，冒口 位置设计较为方便，便于补缩； 2、有要求的加工面都位于下型腔，其质量得到保证 3、铸件主要工艺参数的选择 加工余量——根据零件服役条件及加工部位精度要求，该零件主要工作面及尺寸有配合要求的部位是零件中间的连接孔，取加工余量3mm ，其他部位无； 收缩率——球墨铸铁，查表得收缩率为0.8%-1.2%，取ε=1.0% 拔模斜度——便于铸件从型腔中取出，取各处拔模斜度为1° 铸件质量——在增加铸件拔模斜度等工艺参数后计算的铸件体积为 298.4cm2，质量为2.16kg 4 浇注系统设计计算 铁液经球化,孕育处理后，温度下降，易氧化。因此要求浇注系统能大流量输送铁液，又有一定的挡渣能力。故薄壁小型球墨铸铁常用的封闭式浇注方式，它充型速度较快，又有挡渣能力，充型平稳。 用奥赞公式如公式4.1可计算阻流截面积： p L g H ut A 31.0G =∑ Gl 为浇注重量，该铸件质量Gc ≈2.16kg 出品率 %75~60=η，估算Gl=Gc/η≈2.5kg u 浇注系统流量损耗因素，查表得干型中小铸型阻力5.0≈u t 浇注时间 ，由 t=s √Gl 取=t 3s p H 为平均静压力头高度。 该方案可近似认为是中间浇注式，Hp ≈Ho-C/8。 式中C 为零件高度C ≈80cm ，0H 取140mm 得p H =130mm 。 故最小面积： 21335.031.0.5x82411.9cm A g ==???∑
曲轴设计说明书
辽宁工程技术大学 机械制造技术基础 课程设计 题目：曲轴机械加工工艺规程及铣键槽工艺 装备设计 班级：汽车08-1班 姓名：何毅 学号：0807130109 指导教师：冷岳峰 完成日期：2011年6月
任务书 一、设计题目:曲轴机械加工工艺规程及铣键槽工艺装备设计 二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图1张 (2) 生产类型:大批大量生产 三、上交材料 1．所加工的零件图1张2．毛坯图1张3．编制机械加工工艺过程卡片1套4．编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片1套5．绘制夹具装配图（A0或A1）1张6．绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。1张7．课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000-8000字）1份 四、进度安排 本课程设计要求在3周内完成。 1．第l～2天查资料，绘制零件图。 2．第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。 3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。 4．第11～13天，完成夹具装配图的绘制。 5．第14～15天，零件图的绘制。 6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。 7．第19天～21天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩 五、指导教师评语 该生设计的过程中表现，设计内容反映的基本概念及计算，设计方案，图纸表达，说明书撰写，答辩表现。 综合评定成绩： 指导教师 日期
摘要 机械制造技术基础课程设计，是以切削理论为基础，制造工艺为主线，兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本涉机能力培养的实践课程；是综合运用机械制造技术的基本知识，基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用掌握的“机械制造”技术基础知识及相关知识的一次全面的应用训练。 机械制造技术基础课程设计，是已机械制造工艺装备为内容进行的设计。即以给定的一个中等复杂的程度的中小型机械零件为对象，在确定其毛胚制造工艺的基础上，编制其机械加工工艺规程，并对其一工序进行机床专用卡具设计。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。
发动机曲轴结构设计说明
目录 1 绪论 (1) 1.1 本课题的目的及意义 (1) 1.2 国外研究的现状与发展趋势 (1) 1.2.1 曲轴结构设计的发展 (1) 1.2.2 曲轴强度计算发展 (2) 1.3 有限元分析 (3) 2 1015柴油机曲轴结构设计 (4) 2.1 曲轴的结构 (4) 2.2 曲轴的疲劳损坏形式 (5) 2.2.1 弯曲疲劳裂纹 (6) 2.2.2 扭转疲劳裂纹 (6) 2.2.3 弯曲--扭转疲劳裂纹 (6) 2.3 曲轴的设计要求 (7) 2.4 曲轴的结构型式 (7) 2.5 曲轴的材料 (8) 2.6 曲轴的主要部件设计 (8) 2.6.1 主轴颈和曲柄销 (8) 2.6.2 曲柄臂 (9) 2.6.3 曲轴圆角 (10) 2.6.4 润滑油道 (11) 2.6.5 平衡重 (12) 2.6.6 曲轴两端和轴向止推 (12) 2.6.7 曲轴的强化 (13) 2.7 曲轴的强度校核 (14) 2.7.1 曲柄销应力 (14) 2.7.2 圆角形状系数 (17) 2.7.3 安全系数 (19)
3 有限元分析 (21) 3.1 ANSYS软件介绍 (21) 3.2 整体曲轴有限元模型的建立 (22) 3.2.1 有限元网格的划分 (22) 3.2.2 载荷状况的确定 (22) 3.3 曲轴整体模型计算结果分析 (24) 3.3.1 压应力分析 (24) 3.3.2 拉应力分析 (25) 3.4 疲劳强度校核 (26) 3.5 结论 (26) 4 总结 (26) 参考文献 (28) 致 (32)
1 绪论 1.1 本课题的目的及意义 柴油机与汽油机相比其燃料、可燃混合气的形成以及点火方式都不相同，而柴油机采用压缩空气的办法提高空气温度【1】，因此柴油机的功率更大、经济性能更好，这也导致柴油机工作压力大，要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高【2】，所以成本较高；另外，柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。因而柴油发动机一般用于大、中型载重货车上【3】。 曲轴是发动机的关键零件，其尺寸与燃机整体尺寸和重量有很大关系，如曲柄销直径直接影响连杆大端尺寸和重量，后者又影响曲轴箱宽度，曲轴单位曲柄长度影响燃机总长度，曲轴尺寸大小在很大程度上影响着发动机的外形尺寸和重量。曲轴是燃机曲柄连杆机构的主要组成部分、三大运动件之一，是主要传力件。它的功用是把气缸中所作的功，通过活塞连杆汇总后以旋转运动形式输出。此外，曲轴还传动保证燃机正常工作需要的机构和系统附件(如配气机构、燃油泵、水泵、润滑油泵等)，因此曲轴工作的可靠性和寿命在很大程度上影响燃机工作的可靠性和寿命。【4】。曲轴的工作情况及其复杂，基本工作载荷是弯曲载荷和扭荷；对不平衡的发动机曲轴还承受弯矩和剪力；未采取扭转振动减振措施的曲轴还可能作用着幅值较大的扭转振动弹性力矩。这些载荷都是交变性的，可能引起曲轴疲劳失效。曲轴的破坏事故可能引起其它零件的严重损坏。曲轴又是一根连续曲梁，结构形状复杂，刚性差，材质要求严，制造要求高，是燃机造价最贵的机件。随着燃机的发展与强化，曲轴的工作条件愈加严酷了【5】，必须在设计上正确选择曲轴的结构形式，并根据设计要求选择合理的尺寸、合适的材料与恰当的工艺，以求获得满意的技术经济效果【6】。由以上所述可以看出曲轴设计的重要性。 1.2 国外研究的现状与发展趋势 1.2.1 曲轴结构设计的发展 曲轴结构设计在过去的几十年中得到了飞速的发展。在曲轴的设计初期一般是按照已有的经验公式计算或者与已有的曲轴进行类比设计【7】。在进行了初步的设计后造出曲轴样品再进行试验，通过实验数据进行适当的改进【8】。曲轴设计发展到今天已经有了很大的发展。随着燃机向高可靠性、高紧凑性、高经济性的不断发展，传统的以经验、试
铸造工艺设计说明书
铸造工艺设计说明书 课程设计：机械工艺课程设计 设计题目：底座铸造工艺设计 班级：机自1103 设计人： 学号： 指导教师：张锁梅、贾志新
前言 学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生全面地综合运用本课程及有关选修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的是： （1）培养学生综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件工艺规程的能力。 （2）培养学生能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。 （3）培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关技术资料的能力。 （4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。 （5）培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。
目录 一、工艺审核 (1) 1.数量与材料 (1) 2.图样 (1) 3.零件的结构性 (1) 二、成形工艺设计 (1) 1．确定工艺方案 (1) （1）浇注位置的选择 (2) （2）分型面的选择 (2) 2.确定铸造工艺参数 (4) （1）机械加工余量和铸出孔 (4) （2）浇注位置的选择 (5) （3）拔模斜度 (5) （4）铸造收缩率 (6) 3．砂芯设计 (6) 4．浇注系统的设计 (6) 5. 冷铁的设置 (6) 三、心得体会 (7)
机械课程设计：曲轴
安徽工业大学 机械制造技术基础 课程设计说明书 设计题目曲轴零件的机械加工工艺规程 及工艺装备设计 学院机械工程学院 专业班级机135 姓名 黄卫刘超范志华冯世川于游苏方王焕学号 指导教师戚晓利 时间2016年9月 安徽工业大学 机械制造技术基础课程设计任务书 设计题目曲轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计 学院机械工程学院 专业班级机135 本组学生 姓名黄卫刘超范志华冯世川于游苏方王焕 本组学生 学号 课程设计的主要内容:
1、编制给定零件的工艺规程 1）零件的工艺分析，并抄画零件图； 2）选择毛坯制造方法，确定毛坯余量，并画毛坯图； 3）确定加工方法，拟定工艺路线，选取加工设备及工艺装备（每组至少初定两种工艺路线方案，并最终确定一种优化方案）； 4）根据最终确定的工艺路线方案，填写机械加工过程卡片； 5）每人至少详细设计两道工序内容，进行切削用量等工艺参数计算，并填写机械加工工序卡片。 2、针对两道重要工序进行夹具设计或一道重要工序设计两套方案） 1）根据工序内容的要求，确定夹具的定位和夹紧方案； 2）定位误差的分析与计算，夹紧力的计算； 3）夹具总体设计。绘制夹具总装图，拆画夹具体零件图。 3、编写课程设计说明书。内容包括：课程设计封面、课程设计任务书、目录、正文（工艺规程和夹具设计的基本理论、计算过程、设计结果）、参考资料等。 4、学生需提交材料： 1）零件图1张、毛坯图1张 2）机械加工工艺过程卡片2套（不同工艺方案）、机械加工工序卡片1套 3）机床夹具总装图2张、机床夹具零件图2张（不同夹具方案或不同夹具） 4）课程设计说明书1份（详细说明本组成员分工，要求40页以上，Word排版打印） 指导教师签字： 分工明细 目录 课程设计任务书 (Ⅱ) 第一章绪论 (3) 1、曲轴简介 (3) 2、铸造技术 (3) 3、锻造技术 (4) 4、加工技术 (4) 第二章零件的分析 (5) 1、零件的作用 (5) 2、零件的工艺分析 (5) 第三章确定生产类型和毛坯 (6)
铸造工艺设计说明书
目录 一、工艺分析 (1) 1、审阅零件图 (1) 2、零件的技术要求 (1) 3、零件的技术要求 (1) 4、确定毛坯的具体生产方法 (1) 5、审查铸件的结构工艺性 (1) 二、工艺方案的确定 (1) 1、铸造方法的选择 (1) 2、造型、造芯方法的选择 (2) 3、浇注位置的确定 (2) 4、确定毛坯的具体生产方法 (2) 5、砂箱中铸件数目的确定 (2) 三、砂芯设计 (2) 1、水平砂芯设计 (3) 2、凹槽处采用自带型芯 (3) 四、工艺参数的确定 (3) 1. 加工余量 (3) 2.起模斜度 (4) 3. 铸造圆角 (4) 4. 铸造收缩率 (4) 5. 最小铸出孔 (4) 6、机械加工余量的选取 (4) 五、浇注系统设计 (4) 六、冒口及冷铁设计 (5) 七、铸造工艺图和铸件图 (6) 八、小结 (7) 九、参考文献 (8)
一、工艺分析 1、审阅零件图 查看零件图的具体尺寸与图纸绘制是否正确。 零件名称: 套筒座 工艺方法：铸造 零件材料：HT250 零件重量：3.1955kg 毛坯重量：4.3303kg 生产批量: 100件/年，为小批量生产 2、零件的技术要求 零件在铸造方面的技术要求：未铸造圆角半径：R=2~3 mm；时效处理。 3、选材的合理性 套筒座选用的材料是HT250，为灰铸铁。灰铸铁铸件的壁厚不应太薄，边角处应适当加厚，防止出现白口组织使该处既硬又难于加工。此零件用于支承,只要求能够承受抗压即可，选择材料HT250可以满足要求。 4、确定毛坯的具体生产方法 根据以上信息可知,由于零件属中型零件小批量生产，形状比较简单、壁厚比较均匀，且该材料为灰铸铁，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造，采用砂型铸造具有生产周期短，灵活性大、成本低的优点。 5、审查铸件的结构工艺性 铸件轮廓尺寸为162x134x133mm，查表得砂型铸造的最小壁厚为6mm,套筒座的壁厚符合其要求。在套筒座中最小壁厚为6mm,最大铸造壁厚为15mm。 二、工艺方案的确定 1、铸造方法的选择 由于套筒座的年产量为100件，属小批量生产，且零件结构简单，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造，由于铸件的高度为133mm，浇注位置上没有较大的壁厚、材料为HT250不需要冷铁。所以砂型种类为湿型。 2、造型、造芯方法的选择 选择造型方法为手工造型，造芯方法为手工刮板造芯。
数控加工课程设计说明书
南昌航空大学 《数控加工工艺与编程》 课程设计说明书 学院：航空制造工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 课程名称：《数控加工工艺与编程》课程设计 学生姓名：王瑞祥学号：12031335 设计题目：复杂阶梯轴的数控加工工艺与编程设计 起迄日期:2015年11月9日~11月13日 指导教师:于斐 上交资料要求：1、电子文档：零件的模型与工程图文档、NC 文件、设计说明书word稿等 2、设计说明书纸质打印稿等（与电子档相同）
课程设计任务书 1．设计目的： 本课程设计是《CAM 技术与应用》课程配套的实践性教学环节，要求学生在学完该课程后，结合前期所学相关知识，通过查阅资料、设计某中等复杂程度零件的机械加工工艺过程，并重点熟悉其中数控加工自动编程与应用的内容。通过设计使学生掌握零件的建模、工程图与数控编程的设计方法，并撰写设计说明书，达到一次综合数控加工工艺与编程的训练目的。 2．设计内容与要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）： 2.1原始数据：教师指定或学生自行设计一个中等复杂程度的含有数控加工要求 的零件（零件结构要求包含 UG 中不少于两种不同类别的加工方式：即零件结构中包含普通加工机床不便或不能加工的几何结构特征，并至少用到 UG 中的平面铣、型腔铣、固定轴轮廓铣、孔或孔系加工、车削加工中的两种加工方法），并完成其三维建模与工程图设计工作。 2.2技术要求：数控加工的内容是基于三轴数控铣床或加工中心或二轴数控车床 加工为主，按照单件小批量生产纲领，默认为典型材料 45 钢（允许指定其他材料）。 2.3设计要求：设计要求完成以下工作： 1）零件三维建模与工程图设计。 2）零件的加工工艺过程设计。（允许在设计说明数中完成） 3）基于 UG 的数控加工编程设计（包括：工件坐标系与毛坯的设定，刀具的设定，加工方法的设定（粗、半精和精加工等），编程过程中的相关参数设定，生成数控加工轨迹并分析，加工模拟的仿真，后处理生成 N 加工代码。）4）撰写设计说明书。（设计说明书要求采用图文并茂的方式描述设计过程、相关参数的设定分析与选值说明，刀路轨迹和比较、分析与说明，NC 代码的必要说明等） 3．成绩评定： 成绩：指导教师签名： 评语： 摘要
发动机曲轴结构设计
2.1 曲轴的结构 曲轴的作用是把活塞往复运动通过连杆转变为旋转运动，传给底盘的传动机构。同时，驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等【18】。 曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成，如图1.1所示。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐，直列式发动机曲轴的曲拐数目等于气缸数，而V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。 图1.1 主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。主轴承的数目不仅与发动机气缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。 曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形，为了平衡惯性力，曲柄处常设置平衡重。平衡重用来平衡发动机不平衡的离心力矩及一部分往复惯性力，从而保证了曲轴旋转的平稳性【19】。 曲轴的连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，曲柄与主轴颈的相连处用圆弧过渡，以减少应力集中。直列发动机的连杆轴颈数目与气缸数相等而V型发动机的连杆轴颈数等于气缸数的一半。 曲轴前端装有正时齿轮，以驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。曲轴的后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。 曲轴的形状和曲拐相对位置取决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。多缸发
动机的发火顺序应使连续作功的两缸保持尽量远的距离，这样既可以减轻主轴承的载荷，又能避免可能发生的进气重叠现象。此外作功间隔应力求均匀，也就是说发动机在完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火作功一次，以保证发动机运转平稳。 曲轴的作用：它与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力，传给底盘的传动机构。同时，驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。工作时，曲轴承受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，并且承受交变负荷的冲击作用。同时，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好【20】。 2.2 曲轴的疲劳损坏形式 曲轴的工作情况十分复杂，它是在周期性变化的燃气作用力、往复运动和旋转运动惯性力及其他力矩作用下工作的，因而承受着扭转和弯曲的复杂应力。曲轴箱主轴承的不同心度会影响到曲轴的受力状况，其次，由于曲轴弯曲与扭转振动而产生的附加应力，再加上曲轴形状复杂，结构变化急剧，产生了严重的应力集中。最后曲轴主轴颈与曲柄销是在比压下进行高速转动，因而产生强烈的磨损。因此柴油机在运转中发生曲轴裂纹和断裂事故不为鲜见，尤其是发电柴油机曲轴疲劳破坏较多。依曲轴产生裂纹的交变应力的性质不同，主要有以下三种疲劳裂纹:弯曲疲劳裂纹、扭转疲劳裂纹和弯曲一扭转疲劳裂纹【21】，如图2.1所示。 图2.1 1-弯曲疲劳裂纹 2-扭转疲劳裂纹 2.2.1 弯曲疲劳裂纹 曲轴的弯曲疲劳裂纹一般发生在主轴颈或曲柄销颈与曲柄臂连接的过渡圆角处，或逐渐扩展成横断曲柄臂的裂纹，或形成垂直轴线的裂纹。弯曲疲劳试验表明，过渡圆角
连杆课程设计说明书
连杆课程设计 说明书 院别：能源与动力工程学院专业：热能与动力工程 班级：新能源1002 姓名： 学号： 指导教师：潘剑锋 2014年1月
前言 随着生活水平的提高，人们为了出行方便，汽车的性能要求也越来越高。而提高发动机性能，一方面可以降低噪音，增强发动机效率；另一方面也可以节约能源，有利于环保。连杆作为发动机活塞运动的主要部件，它把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体，连杆在工作过程中始终承受着剧烈的动载荷作用。这就对其性能有极高的要求。而连杆的强度与任性也是决定发动机性能的因素之一。 为了保证连杆的疲劳强度，要求连杆的材料要具有良好的综合力学性能及工艺性能。以往连杆材料几乎普遍采用碳素调质钢和合金调质钢，20世纪70年代由于石油危机，为节省能源，欧美和日本开始大量应用非调质钢，并取得很大的进展。 随着汽车工业制造技术的发展，对于汽车发动机的动力性能及可靠性要求越来越高，而连杆的强度、刚度对提高发动机的动力性及可靠性至关重要，因此国内外各大汽车公司对发动机连杆用材料及制造技术的研究都非常重视。 在满足性能指标的前提下，连杆的材料和制造技术关联很大，非调质钢的应用就是考虑节省调质工序。近年来，采取裂解连杆体和连杆盖分界面技术可以大幅度地减少机械加工工序，由此开发了高强度低韧性的高碳非调质钢和粉末冶金锻件，以满足工艺的需要。
目录 前言 (2) —设计任务— (4) 一、连杆概况 (4) 1、连杆结构特点 (4) 2、工作工作环境 (5) 3、连杆设计要求 (5) 二、三维建模 (6) 1、二维图纸 (6) 2、UG三维建模模型 (6) 三、基于ANSYS对连杆有限元分析 (7) 1、材料性能参数确定： (7) 2、导入连杆三维模型 (7) 3、设置单元属性 (7) 4、网格划分 (8) 5、设置载荷和约束 (9) 6、求解及结论分析 (10) 1）位移变化图 (10) 2）应力应变结果图 (10) 四、课程设计总结： (12) 五、参考文献 (13)
发动机曲轴结构设计
发动机曲轴结构设计 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
曲轴的结构 曲轴的作用是把活塞往复运动通过连杆转变为旋转运动，传给底盘的传动机构。同时，驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等【18】。 曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成，如图所示。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐，直列式发动机曲轴的曲拐数目等于气缸数，而V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。 图 主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。主轴承的数目不仅与发动机气缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。 曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形，为了平衡惯性力，曲柄处常设置平衡重。平衡重用来平衡发动机不平衡的离心力矩及一部分往复惯性力，从而保证了曲轴旋转的平稳性【19】。 曲轴的连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，曲柄与主轴颈的相连处用圆弧过渡，以减少应力集中。直列发动机的连杆轴颈数目与气缸数相等而V型发动机的连杆轴颈数等于气缸数的一半。
曲轴前端装有正时齿轮，以驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。曲轴的后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。 曲轴的形状和曲拐相对位置取决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。多缸发动机的发火顺序应使连续作功的两缸保持尽量远的距离，这样既可以减轻主轴承的载荷，又能避免可能发生的进气重叠现象。此外作功间隔应力求均匀，也就是说发动机在完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火作功一次，以保证发动机运转平稳。 曲轴的作用：它与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力，传给底盘的传动机构。同时，驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。工作时，曲轴承受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，并且承受交变负荷的冲击作用。同时，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好【20】。 曲轴的疲劳损坏形式 曲轴的工作情况十分复杂，它是在周期性变化的燃气作用力、往复运动和旋转运动惯性力及其他力矩作用下工作的，因而承受着扭转和弯曲的复杂应力。曲轴箱主轴承的不同心度会影响到曲轴的受力状况，其次，由于曲轴弯曲与扭转振动而产生的附加应力，再加上曲轴形状复杂，结构变化急剧，产生了严重的应力集中。最后曲轴主轴颈与曲柄销是在比压下进行高速转动，因而产生强烈的磨损。因此柴油机在运转中发生曲轴裂纹和断裂事故不为鲜见，尤其是发电柴油机曲轴疲劳破坏较多。依曲轴产
汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计
专业课程设计任务书 学生姓名：班级： 设计题目：汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计 设计内容： 1、根据零件工作原理，服役条件，提出机械性能要求和技术要求。 2、选材，并分析选材依据。 3、制订零件加工工艺路线，分析各热加工工序的作用。 4、制订热处理工艺卡，画出热处理工艺曲线，对各种热处理工艺进行分 析，并分析所得到的组织，说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。 5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。 6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。
目录 0 前言 (1) 1 汽车发动机曲轴的工作条件及性能要求 (2) 1.1 汽车发动机曲轴的工作条件 (3) 1.2 汽车发动机曲轴的性能要求及技术要求 (3) 2 汽车发动机曲轴的材料选择及分析 (4) 2.1 零件材料选择的基本原则 (4) 2.2 曲轴常用材料简介 (5) 2.3 汽车发动机曲轴材料的确定 (5) 3 曲轴的加工工艺路线及热处理工艺的制定 (6) 3.1 35CrMo曲轴热处理要求 (6) 3.2 汽车曲轴的热处理工艺的制定 (6) 3.2.1 调质处理 (7) 3.2.2 去应力退火 (8) 3.2.3 圆角高频淬火和低温回火 (9) 4 曲轴热处理过程中可能产生的缺陷及预防措施 (11) 4.1 校直过程引起材料原始裂纹 (11) 4.2 曲轴圆角淬火不当引起裂纹源 (12) 4.3 淬火畸变与淬火裂纹 (12) 4.4 淬火导致氧化、脱碳、过热、过烧 (13) 4.5 淬火硬度不足 (13) 5 曲轴在使用过程中可能产生的失效形式及分析 (13) 6 课程设计的收获与体会 (14) 7 参考文献 (15) 8 工艺卡 (16)
铸造工艺设计说明书(1)
材料成型过程控制 院系：材料科学与工程学院 专业：材料成型与控制工程 姓名： 学号： 指导老师： 日期：2012.9.19至2012.10.15
目录 一、铸造工艺分析 (1) 二、砂芯设计 (3) 三、冒口设计 (5) 四、浇注系统的设计及计算 (7) 五、沙箱铸件数量的确定 (10) 六、参考数目、资料 (11)
图1所示的事U型座，主要用于拆卸主轴上的皮带轮。 材料为ZG25（主要元素含量：W C%=0.22~0.32%，W Mn%=0.5~0.8%，W Si%=0.2~0.45%）。 技术要求：①未标示的铸造圆角半径R=3~5。②未标铸造倾斜度按工厂规格H59~21。③铸件应仔细地清理去掉毛刺及不平处。 图1
一、铸造工艺分析 1.确定铸型种类和造型、制芯方法 此铸件是铸钢件，铸件最大三维尺寸270x110x220 mm，为中小型铸件，铸件结构简单，仅有两个加工面，其他非加工面表面光洁度要求不高，采用温型普通机器造型，砂芯外形简单，采用热芯盒射芯机制芯。 2.确定浇注位置和分型面 方案1：将铸件放置于下箱，分型面选取如图2所示，采用顶注式浇注，此方案浇注系统简单，不用翻箱操作；但是浇注时金属液对型腔冲刷力大，难以下芯，不便设置冒口进行补缩。容易产生夹砂、结疤类缺陷，补缩困难会形成缩孔、缩松结晶等缺陷。 方案2：将铸件放于上箱，分型面选取如图3所示，采用底注式浇注，此方案浇注系统相对复杂，下芯方便，可以将冒口设计在顶部，补缩效果好。 综合以上两种方案考虑，选择方案2较为合理。 图2 图3 铸件全部位于上箱，下表面为分型面 上 下 上 下
机械原理课程设计说明书
机械原理课程设计说明书设计题目：压床机构设计 自动化院（系）机械制造专业 班级机制0901 学号20092811022 设计者罗昭硕 指导老师赵燕 完成日期2011 年1 月4日
一、压床机构设计要求 1 ．压床机构简介及设计数据 1.1压床机构简介 图9—6所示为压床机构简图。其中，六杆机构ABCDEF为其主体机构，电动机经联轴器带动减速器的三对齿轮z1-z2、z3-z4、z5-z6将转速降低，然后带动曲柄1转动，六杆机构使滑块5克服阻力Fr而运动。为了减小主轴的速度波动，在曲轴A上装有飞轮，在曲柄轴的另一端装有供润滑连杆机构各运动副用的油泵凸轮。 1.2设计数据
1.1机构的设计及运动分折 已知：中心距x1、x2、y, 构件3的上下极限角，滑块的冲程H，比值CE ／CD、EF／DE，各构件质心S的位置，曲柄转速n1。 要求：设计连杆机构, 作机构运动简图、机构1～2个位置的速度多边形和加速度多边形、滑块的运动线图。以上内容与后面的动态静力分析一起画在l号图纸上。 1.2机构的动态静力分析 已知：各构件的重量G及其对质心轴的转动惯量Js(曲柄1和连杆4的重力和转动惯量（略去不计)，阻力线图(图9—7)以及连杆机构设计和运动分析中所得的结果。 要求：确定机构一个位置的各运动副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩。作图部分亦画在运动分析的图样上。 1.3飞轮设计 已知：机器运转的速度不均匀系数δ．由两态静力分析中所得的平衡力矩Mb;驱动力矩Ma为常数，飞轮安装在曲柄轴A上。 要求：确定飞轮转动惯量J。以上内容作在2号图纸上。 1.4凸轮机构构设计 已知：从动件冲 程H，许用压力角 [α ]．推程角δ。，远 休止角δ?，回程角δ'， 从动件的运动规律见 表9-5，凸轮与曲柄共 轴。 要求：按[α]确定 凸轮机构的基本尺 寸．求出理论廓 线外凸曲线的最小曲 率半径ρ。选取滚子 半径r，绘制凸轮实际 廓线。以上内容作在 2号图纸上 压床机构设计 二、连杆机构的设计及运动分析
曲轴设计说明书
武汉理工大学毕业设计 本科毕业设计（论文） 题目 186F曲轴的设计与 校核计算 姓名 专业 学号 指导教师 **学院车辆与交通工程系 二○一四年五月
目录 摘要.................................................... I Abstract ................................................ II 1 绪论 (1) 1.1 研究背景 (1) 1.2 国内外的研究现状与发展趋势 (1) 1.2.1 曲轴结构设计的发展 (2) 1.2.2 曲轴强度计算发展 (2) 1.3 零件分析 (3) 1.4 零件的作用 (3) 1.5 186F柴油机曲轴的设计目的 (3) 1.5.1 毕业设计的目的 (3) 1.5.2 186F柴油机的基本参数 (4) 2 曲轴的工作条件、结构型式和材料的选择 (5) 2.1 曲轴的工作条件和设计要求 (5) 2.2 曲轴的材料 (6) 2.3 曲轴结构型式的选择 (6) 2.4 曲轴强化的方法 (6) 3 曲轴主要尺寸的确定和结构细节设计 (8) 3.1 曲轴 (8) 3.1.1 曲轴简述 (8) 3.1.2 曲轴设计 (9) 3.2 曲柄 (12) 3.2.1 曲柄简述 (12) 3.2.2 曲柄设计 (13)
3.3 飞轮 (13) 3.3.1飞轮的简述 (13) 3.3.2飞轮的设计 (14) 4 柴油机曲轴的校核计算 (15) 4.1 曲轴的校核 (15) 4.2 曲轴的疲劳强度的计算 (15) 总结 (19) 致谢 (20) 参考文献 (21)
曲轴飞轮设计毕业设计说明书
第一章前言 此设计的机器是392柴油机，这种柴油机多用于农用车和轻型轿车。此机为直列四冲程，水冷直喷柴油机，吸气方式为自然吸气，12小时标定功率为22KW（2400r/min），燃油消耗率须低于242g/(kw *h)。从目前的轻型轿车和农用车市场看，柴油机是一个发展趋势，由于用户对汽车动力性的可靠性及排放法规的限制，柴油机在市场上的地位在不断护大，三缸柴油机是农用车和轻型轿车的首选，功率足，体积小，可以满足用户的需求。从研究角度来说，三缸柴油机既有多缸机的结构复杂特点，又有单缸机的结构紧凑特点，研究三缸机的题既可以解决多缸机上的一些问题也可以解决单缸机的问题。从多方面讲三缸柴油机是很有研究和设计价值的。 我设计的题目是曲轴飞轮组。曲轴是内燃机最主要的部件之一。它的尺寸参数在很大程度上决定并影响着内燃机的整体尺寸和重量，内燃机的可靠性和寿命也在很大程度上取决于曲轴的强度。因此，设计新型内燃机或老产品进行改造时必须对曲轴强度进行严格的安全校核[1]。近年来随着发动机动力性和可靠性要求援不断提高，曲轴的工作条件越来越不好，曲轴的强度问题也越来越复杂。对曲轴强调确定的方法有两种：试验研究和分析计算[2]。此外，曲轴的平衡也是曲轴设计时的一个重要问题，既要满足平衡又要减小平衡重质量。 飞轮主要有以下作用：1、储存动能,使曲轴转速均匀;2、驱动辅助装置;3、正时调整角度用。飞轮的设计原则是，的质量尽可能小的前提下具有足够的转动惯量，因而轮缘常做的宽厚。在进行曲轴飞轮组设计时曲轴的强度、平衡、飞轮的平衡都是需要注意的问题，其中曲轴的强度是较困难的，需发在低成本的情况下，用普通材料合理进设计结构和工艺，使曲轴满足强度要求。曲轴飞轮组是发动机正常工作的保证，对其进行研究，进行合理地设计，可以满足现代发动机的要求。