1. 研究目的与意义（文献综述）

伴随着汽车工业的发展，我国的发动机曲轴生产得到较大的发展，总量已具相当的规模，无论是设计水平，还是产品品种、质量、生产规模、生产方式都有很快的发展。曲轴是发动机的关键零件，其尺寸与内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内燃机总长度，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。曲轴是内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，曲轴还传动保证内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内燃机工作的可靠性和寿命。

曲轴的工作情况及其复杂，基本工作载荷是弯曲载荷和扭转载荷；对内不平衡的发动机曲轴还承受内弯矩和剪力；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，是内燃机造价最贵的机件。随着内燃机的发展与强化，曲轴的工作条件愈加严酷了，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。由以上所述可以看出曲轴设计的重要性。

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。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。曲轴设计发展到今天已经有了很大的发展。随着内燃机向高可靠性、高紧凑性、高经济性的不断发展，传统的以经验、试凑、定性为主要设计内容的设计方法已经不能满足要求，而随着电子计算机技术的不断发展，内燃机及其零部件的设计已经发展到采用包括有限元法、优化设计、动态设计等现代先进设计技术在内的计算机分析、预测和模拟阶段。有限元法是最有效的数值计算方法之一，它使人们对零部件关键参数的理解和设计更进了一步。有限元法在曲轴的设计计算中有广泛的应用。

有限元技术的发展使计算复杂形状曲柄的刚度变得简单和准确起来，这改变了以往计算产生的误差，而仿真软件matlab的使用，使整个当量系统的质量计算更加贴近实际。

有限元软件的应用大大提高了轴系分析的精度。但以上的分析还未冲破传统、经典的分析范畴。国外目前著名的发动机咨询公司avl、ricardo都开发了专门的发动机整机分析软件，把整个发动机作为一个整体的模型进行计算分析，缸体、曲轴、轴承等部件作为弹性体，用有限元计算出其刚度矩阵输入计算模型从而计算出整个发动机的安全系数、油膜情况，发动机整机振动、曲轴的扭转振动、弯曲振动及各零部件的振动模态。而国内的这方面的工作才刚刚开展随着现代计算机技术的飞速发展以及应用软件的开发这些在原来看来是不可能的事情在现在已经成为现实。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计以大众ea888发动机为设计原型，通过对曲轴的长度和半径的调整，达到大功率，低油耗，低排放的有效平衡。主要工作是对曲轴的结构，每个参数的设计进行分析，最终得到最好的曲轴设计。具体研究内容及步骤如下:

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

1.周龙保.内燃机学[m].北京.机械工业出版社,2005

2.陈家瑞.汽车构造（上、下）[m].吉林.机械工业出版社,2009

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