2012年03月22日院系：车辆与交通工程学院课题名称2100A型柴油机（曲轴飞轮组）设计学生姓名苏振芳专业班级热发102课题类型工程设计指导教师杨铁皂职称副教授课题来源生产1. 设计（或研宂）的依据与意义柴汕机具有良好的经济性、动力性及较高的热效率等显著优点.在汽车节能等方面有较大的潜 力经过多年的研究和新技术的应用，现代柴油机的现状已与往日不可同日而语随着电控喷射、 高压共轨、涡轮增压、中冷等先进技术的应用，柴油机在重量、噪音、烟度等方面已取得了重大的 突破我国小缸径多缸增压柴油机已取得了较快的发展，但整个市场的需求还在增长22100A系列 柴汕机主要应川于中小型轮式拖拉机、小型联合收割机、小型工程机械、轻型汽车等的配套随着 人们对柴汕机认识的逐步转变，柴汕机的应用领域也在不断地扩大柴汕机热效率高，能量利用率 商，节能等特点也得到认可柴汕机的供汕系统相对简单，柴汕机的可靠性也比汽油机好在相同 的功率情况下，柴油机的低速扭矩性较好，功率大，完全符合农用机械的使用要求随着电喷、高压共轨、增压中冷等先进技术的应用，柴油机的燃烧不断得到改善，在节能和有 害物的排放A面的优势己逐渐显现出來现代柴油机随着强化程度的提高，柴油机单位功率的比重 也明显降低，轻量化、高速化、低油耗、低噪音和低排放成为现代柴油机的发展方向曲轴是发动机中最重要的零件之一，发动机的全部功率都是通过它输出的。
而且曲轴是在不断 周期性变化的力、力矩（包括扭矩和弯矩）的共同作用下工作的，极易产生疲劳破坏曲轴形状 杂，应力集中严重，因此设计中必须使曲轴有足够的疲劳强度，以保证正常工作曲轴是柴油发动机的重要零件它可以是有若干个相互错开一定角度的曲柄（或曲拐）加上功 率输出端和自由端构成的每个曲柄又是由主轴颈、曲柄销及曲柄臂组成m曲轴的作用是把活塞 的往复直线运动变成旋转运动，将作用在活塞的气体压力变成扭矩，用来驱动工作机械和柴汕机发 动机各辅助系统进行工作，曲轴在工作时承受着不断变化的力，惯性力和它们的力矩作用，受力情 况十分复杂其精度要求非常高，它的加工质量对内燃机的工作性能，对装配劳动量都有很大影响 因此，各要素的尺寸精度，位置精度和表妞质量要求相当高曲轴中几个主要加工表面，连杆表谢, 轴承轴颈及锥面键槽的精度要求都较高，连杆轴颈需经过抛光所以研宂曲轴加工工艺对曲轴的生 产具有一定的实际意义|2]所有的往S式内燃机在工作过程中都会产生旋转惯性力及往SZ惯性力，其大小和方向都是周期 性变化的这些力如果不在机内加以平衡，则是引起发动机振动的根源2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述近些年來，我国的发动机曲轴生产行业得到较大的发展，总量己具有相当的规模，无论是设计 水平，还是产品种类、质量、生产规模、生产方式都有很大的发展。
曲轴是发动机中承受冲击载荷、 传递动力的重要零件，在发动机五大件最难以保证加工质U的零件之一由于曲轴工作条件恶劣， 因此，对曲轴材质以及毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等，要求都 十分严格因此，发达国家十分重视曲轴生产，不断改进其材质及加工工艺，以提高其性能水平， 满足发动机行业发展的耑要近几年来，我国不断引进国外先进的技术，加以研究改进，使得国内 曲轴加工技术发展十分迅速随着改进后的加工工艺的逐渐应用，国内的曲轴加工水平正逐步提高[3]O曲轴是柴油机中关键零件之一，其材质大体分为两类：一是钢锻曲轴，二是球墨铸铁曲轴[4] 由于采用铸造方法可获得较为理想的结构形状，从而减轻质量，且机加工余量随铸造工艺水平的提高而减小球铁的切削性能良好，并和钢制曲轴一样川以进行各种热处理和表面强化处理，来提高 曲轴的抗疲劳强度和耐磨性而且球铁中的内摩擦所耗功比刚大，减小了工作时的扭转振动的振幅 和应力，应力集中也没有钢制曲轴的敏感所以球磨铸铁曲轴在国内外得到广泛采用［5］从0前整体水平来看，毛坯的铸造工艺存在生产效率低，工艺装备落后，毛坯机械性能还不稳 定、精度低、废品率高等问题［6］。
从熔炼、球化处理、孕育处理、合金化、造型工艺、浇注冷却工 艺等工艺环节采取措施对提高曲轴质量具有普遍意义［7］目前，国A大部分专业厂家普遍采用普通机床和专用组合机床组成的流水线生产，生产效率、 自动化程序较低而国外广泛采用数控技术和全自动控制生产线，具有较高的灵活性和适应性，使 曲轴的加工精度、效率、整体质量显著提高［81球铁曲轴具有诸多优点，国内外广泛采用但整体水平与国外还有相当差距，近年来，我国内 燃机曲轴专业生产厂家通过引进技术消化吸收和自行开发，总体水平有了较大的提高，但是我国距 世界先进水平仍相差很远，甚至于还满足不了我M内燃机工业技术发展的要求我M曲轴专业生产 厂家不是很多，且整体规模小、专业化程度低、企业设备陈旧、产品设计和工艺落后、性能寿命和 可靠性差、品种杂乱和“三化”程度低，这些都影响了整机适应国内及国际市场的能力内燃机零 部件行业将面临更加激烈的市场竞争，也将迎來新的发展机遇我们只有充分Y解国内外内燃机曲 轴技术水平，才能制造出具有世界一流水平的内燃机曲轴，以实力参与市场竞争［91参考文献：［1］ 周龙保，内燃机学［M］;北京机械工业出版社，1998.［2］ 吉林大学汽车工程系.汽车构造.第五版.北京；人民交通出版社，2005.［3］ 吉林大学汽车工程系.汽车构造.第五版.北京；人民交通出版社，2005.［4］ 钱进，国产轻卡柴油机发展趋势，内燃机，2005（4）.［5］ 钱兆大，发动机机械加工工艺规程设计及夹具设计，2011.［6］ 李建强，曲轴加工工艺及设备［J］,现代零部件，2010 （09）.［7］ 黄晓峰，陆凤详，K175型柴汕机曲轴生产线的工艺设计及应用［J］.农业机械，2006 （02）: 33-34.［8］ 吕亚臣，张青雷，林尧武等，大功率低速柴油机曲轴国产化，上海船用曲轴有限公司，2007.［9］ 应忠堂，马静芬，车用［7］柴油机曲轴材质与工艺研讨，汽车工艺与材料，2002 （10）.3. 课题设计（或研究）的内容：1） 查阅相关资料，确定总体设计方案；2） 根据总体布局，绘制柴油机的纵剖图;3） 完成曲轴部件设计；4） 撰写设计说明书（12000字）；5） 翻译外文技术资料（10000字符）。
曲轴图、飞轮、主轴瓦、主轴承盖及曲轴总成图用计算机绘制；纵剖图用手工绘制4. 设计（或研宄）方法（1） 总体设计：依据2100A柴油机的使用范围和主要技术指标，选择、论证总体 方案的主要参数，并计算相关尺寸2） 曲轴飞轮组设计：内燃机运转时，曲轴承受着周期性的不断变化的力、力矩 的作用，极易产生疲劳破坏另外曲轴形状复杂，应力集中严重，因此曲轴的设计应使 曲轴具有足够的疲劳强度和刚度，良好的润滑5. 实施计划第5周：查阅资料，撰写开题报告；讨论并确定总体设计方案; 第6〜14周：图纸设计；第13〜15周：翻译外文资料，撰写设计说明书；第16〜17周：毕业答辩指导教师意见指导教师签字:研究所（教研室）意见研究所所长（教研室主任）签字:。