三缸柴油机曲轴飞轮设计-开题报告
曲轴止推端面加工工艺优化的开题报告
曲轴止推端面加工工艺优化的开题报告1. 研究背景曲轴是发动机中的重要零部件之一，其在发动机中的作用是将飞轮旋转运动转化为活塞的往复运动。
曲轴上的止推端面是其支撑在主轴承上的端部，起到支撑曲轴以及导向活塞连接杆、减震器等部件的作用。
在发动机运行过程中，曲轴止推端面常常受到高温、高压和高速等多种复杂的力环境影响，对其精度、轴承压力和寿命等方面都提出了极高的要求。
因此，曲轴止推端面的加工工艺成为影响发动机使用寿命和性能的关键问题。
2. 研究目的本研究旨在优化曲轴止推端面的加工工艺，提高其精度、轴承压力和寿命，减少发动机故障率。
具体目的包括：（1）研究曲轴止推端面加工的关键技术和影响因素；（2）探究曲轴止推端面加工的优化方案和工艺参数；（3）通过实验验证，优化曲轴止推端面的加工工艺。
3. 研究内容（1）曲轴止推端面加工技术与影响因素研究对曲轴止推端面加工涉及的工艺流程、工艺参数和工艺设备进行深入研究，分析不同加工方法对曲轴止推端面加工质量的影响因素，包括加工材料、刀具材料、切削速度、径向进给速度、轴向进给速度等指标，探讨其对曲轴止推端面加工的影响机理，为后续优化方案提供准确的理论依据。
（2）曲轴止推端面加工优化方案研究综合分析曲轴止推端面加工存在的问题和影响因素，提出曲轴止推端面加工的优化方案，通过对加工工艺参数进行调整和优化，达到提高曲轴止推端面加工质量和效率的目的，同时降低加工成本。
（3）曲轴止推端面加工实验验证选取适当的材料和加工工艺参数，进行曲轴止推端面加工实验，通过测量曲轴止推端面的加工精度、轴承压力、寿命等指标来评估优化后的加工工艺的效果，并比较其与传统工艺的差异。
4. 预期结果通过本研究，预计能够优化曲轴止推端面的加工工艺，提高曲轴止推端面的加工质量和效率，达到减少发动机故障率的目的。
同时，通过对曲轴止推端面加工进行深入研究，可为曲轴加工领域提供一定的参考和借鉴。
5. 研究方法本研究采用文献研究和实验研究相结合的方法。
240275柴油机虚拟样机轴系运动学及动力学仿真分析的开题报告
240275柴油机虚拟样机轴系运动学及动力学仿真分析的开题报告一、选题背景目前，柴油机的运动学及动力学仿真技术已经成为柴油机可靠性和可持续性发展的重要保障。
通过虚拟样机仿真分析，可以更有效地评估柴油机的性能、预测寿命和优化设计。
在现代柴油机中，轴系是发动机中最关键的部件之一，因此对轴系的运动学和动力学性能进行仿真分析具有重要的研究价值。
二、研究内容本课题旨在进行240275柴油机虚拟样机轴系运动学和动力学仿真分析，主要研究内容包括：1. 建立240275柴油机轴系的三维数学模型，并在Simulink环境下进行仿真分析；2. 对轴系的旋转运动和振动进行仿真模拟，并计算其相关参数；3. 考虑不同工况下的载荷情况，分析轴系中的应力分布和变形情况；4. 基于仿真结果，对轴系进行优化设计，提高柴油机的性能。
三、研究意义本项目研究轴系的运动学和动力学性能，有助于柴油机的优化设计和改进。
其中主要的研究意义如下：1. 可以评估轴系的转动性能和稳定性，发现潜在的故障因素，从而提高传动的可靠性；2. 通过可视化分析轴系的运动和变形情况，可以准确预测柴油机寿命以及减少维修时间和成本；3. 利用仿真结果，可以优化柴油机的设计，提高其工作效率和性能，以满足现代交通和工业生产的需求。
四、研究方法本研究计划采用以下方法：1. 借助CAD软件建立240275柴油机轴系的三维模型，并将其导入Simulink环境下进行仿真分析；2. 对轴系的旋转运动和振动进行仿真模拟，利用MATLAB工具计算相关参数；3. 分析轴系的应力分布和变形情况，考虑不同载荷情况下的影响；4. 基于仿真结果，对轴系进行优化设计，并评估柴油机的工作效率和性能。
五、预期成果本研究预期能够获得以下成果：1. 建立240275柴油机虚拟样机轴系的数学模型，并开展运动学和动力学性能仿真分析；2. 分析轴系中的应力分布和变形情况，并预测寿命、优化设计；3. 提出柴油机轴系优化设计方案，以提高其工作效率和性能；4. 获取相关技术并成功应用于实践工程中，为柴油机可靠性和可持续性发展做出贡献。
发动机曲轴加工工艺及夹具设计开题报告
西南科技大学毕业设计（论文）开题报告
40 校直压力机
41 精加工法兰端面轴承孔六角车床
42 精车法兰端面车床
43 去毛刺
44 粗超精加工各轴颈超精加工机床以中心孔为基准
45 精超精加工各轴颈超精加工机床同上
46 清洗清洗机
47 按需要修理缺陷
48 最后检验
曲轴毛坯
曲轴零件图
曲轴三维模型
2、曲轴加工工艺过程分析
（1）、定位基准的选择。
曲轴径向尺寸设计基准为主轴颈和连杆轴颈的轴线；轴向尺寸基准为止推面。
作为精基准（也为设计基准）的中心孔应该先加工，粗基准为第一、七主轴颈外圆表面，并以第四主轴颈两侧曲柄臂斜面作为轴向定位基准。
（2）、关键工序及典型夹具。
第一道工序为铣端面、钻中心孔。
曲轴中心孔是否偏移，对加工表面的余量分布和动平衡有直接影响，所以应使中心孔尽可能接近曲轴的质量中心。
加工时，先铣两端面，后钻中心孔。
粗加工主轴颈时，如以中间轴颈作为辅助支承面和轴向定位面时，则中间轴颈加工应安排在其它轴颈加工之前进行粗加工或者半精加工；曲柄定位面（也称平台）应在连杆轴颈加工之前进行加工；油道孔、定位销的加工应在轴颈粗磨之后，淬火之前进行；表面淬火应在半精磨加工之前进行；平衡在精磨加工之后进行；校直是在容易引起曲轴
备注：1、题目类型分为：理论研究、应用研究、设计开发和其它。
2、题目难度分为：A、B、C、D四个等级。
3、综合训练程度分为：A、B、C三个等级。
开题报告--4102C柴油机曲轴连杆活塞组改进设计
1.方案选择
主要参数选择，及其依据。
2.曲轴、连杆、活塞设计
绘制曲轴、连杆、活塞零件图并说明其设计想。
3.主要曲轴、连杆、活塞尺寸公差分析
对于曲轴、连杆、活塞零中的主要尺寸公差，对于其对发动机影响进行分析。
4.设计（或研究）方法
1）、要查阅相关的书籍资料和各种期刊，以及近几年来有关4102C型直列四冲程柴油机的相关知识。
2）、了解国内外该机型的一些主要设计参数以及基本要求，确定自己设计的主要结构参数。
3）、在设计过程中，要与小组成员一起经过仔细讨论，要团结合作，确定主要零部件的结构方案。
5.实施计划
第5~6周查阅资料，撰写与修改开题报告，分析、选择总体设计方案。
第7~14周总体与零部件设计、绘图与设计
第15周撰写说明书，翻译外文资料
1）结构简单，尺寸紧凑、可靠耐用
2）在保证具有足够强度和刚度的前提下，尽可能减轻重量，以降低惯性力。
3）尽量缩短长度，以降低发动机的总体尺寸和总质量。
4）大小头轴承工作可靠，耐磨性好。
5）连杆螺栓疲劳强度高，连接可靠。
连杆既是传力构件，又是运动件，因此，不能单靠加大连杆的尺寸来提高承载能。
必须从材料、构形设计、热处理季表面强化等方面采取措施，来解决连杆尺寸、重量和强度、刚度之间的矛盾。
河南科技大学毕业设计（论文）开题报告
（学生填表）
学院：车辆与动力工程学院2013年4月9日
课题名称
4102C柴油机曲轴连杆活塞组改进设计
学生姓名
孟飞
专业班级
热发091
课题类型
工程设计
指导教师
马志豪
职称
教授
课题来源
曲柄连杆机构开题报告
3.对于曲轴连杆活塞组的设计要求：
曲轴连杆活塞组是发动机的传递运动和动力的机构，通过它把活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。因此，曲轴连杆活塞组是发动机中主要的受力部件，其工作可靠性就决定了发动机工作的可靠性。随着发动机强化指标的不断提高，机构的工作条件更加复杂。在多种周期性变化载荷的作用下，如何在设计过程中保证机构具有足够的疲劳强度和刚度及良好的动静态力学特性成为
而国内活塞裙部型面设计，主要是经验对比设计，然后通过装机实验来进行修正，也有的利用在活塞裙部涂复合材料层后进行额定工况的磨合试验，然后对磨合的裙部外形尺寸进行精密测量和拟合，来确定裙部型面，这种方法耗时，而且大量的实验使得成本提高。开发周期长，已不能满足用户的要求。八十年代国外有关研究有:利用有限元法对柴油机活塞进行了数值分析，详细论述了有限元方法在柴油机设计中的应用，给出了温度场、热变形、机械变形以及应力场，反映了一般柴油机活塞在这方面的变化趋势
柴油机。
2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述
国内外曲轴连杆活塞组三大组成部分还是没有变。现在还是应用于内燃机领域，像五大机构两大系统或者六大机构两大系统这样的差别没什么实际意义。曲轴连杆活塞组从数量发面发展，如双曲轴连杆活塞组以至于以后的多连杆机构。
目前，车用发动机曲轴材质有球墨铸铁和钢两类。至于新的发展趋势，曲轴应该是材料方面的改进，比如碳材质的，高速、高效加工在曲轴制造业已有相当程度的应用，并成为主要发展方向，相信曲轴制造技术在将来会有更新、更快的发展。
4.设计研究的主要内容：
本科毕业设计-柴油机曲轴设计
1前言1.1柴油机与曲轴1.1.1柴油机的工作原理柴油机的每个工作循环都要经历进气、压缩、做功和排气四个过程。
四行程柴油机的工作过程：柴油机在进气冲程吸入纯空气，在压缩冲程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器以雾状喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。
压缩终了时气缸内空气压力可达3.5～4.5MPa，温度高达476.85℃～726.85℃，极大地超过柴油的自燃温度，因此柴油喷人气缸后，在很短的时间内即着火燃烧，燃气压力急剧达到6～9MPa，温度升高到1726.85℃～2226.85℃。
在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转做功。
废气同样经排气门、排气管等处排出。
四行程柴油机的每个工作循环均经过如下四个行程：（1）进气行程在这个行程中，进气门开启，排气门关闭，气缸与化油器相通，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方容积增大，气缸内产生一定的真空度。
可燃混合气被吸人气缸内。
活塞行至下止点时，曲轴转过半周，进气门关闭，进气行程结束。
由于进气道的阻力，进气终了时气缸内的气体压力稍低于大气压，约为0.07～0.09MPa。
混合气进入气缸后，与气缸壁、活塞等高温机件接触，并与上一循环的高温残余废气相混合，所以温度上升到96.85℃～126.85℃。
（2）压缩行程进气行程结束后，进气门、排气门同时关闭。
曲轴继续旋转，活塞由下止点向上止点移动，活塞上方的容积缩小，进入到气缸中的混合气逐渐被压缩，使其温度、压力升高。
活塞到上止点时，压缩行程结束。
压缩终了时鼓，混合气温度约为326.85℃～426.85℃，压力一般为0.6～1.2MPa。
（3）做功行程活塞带动曲轴转动,曲轴通过转动把扭矩输出。
（4）排气行程进气口关闭，排气口打开，排除废气。
由上可知，四行程汽油机或柴油机，在一个工作循环中，只有一个行程作功，其余三个行程作为辅助行程都是为作功行程创造条件的。
因此，单缸发动机工作不平稳。
曲轴设计调研报告
曲轴设计调研报告中文回答如下：曲轴是发动机中的重要零部件之一，其设计直接影响着发动机的性能和可靠性。
为了更好地了解曲轴的设计和相关技术，我进行了一些调研工作，现将我的研究结果进行汇报。
首先，曲轴设计需要考虑到发动机类型和应用领域。
不同类型的发动机，例如汽油发动机、柴油发动机、船舶发动机等，对曲轴的设计要求略有差异。
汽油发动机通常要求高转速和平滑运行，因此曲轴需要具备较高的强度和刚性。
柴油发动机则需要更高的耐久性和扭转刚度，以应对高压燃烧带来的振动和冲击。
船舶发动机还需要考虑到长时间运行和重负荷工况下的可靠性。
其次，曲轴的材料和热处理对其性能有重要影响。
常见的曲轴材料包括铸铁、锻钢和合金钢等。
铸铁曲轴具有较高的成本效益和制造容易，但强度和可靠性较差，适用于一些低功率的发动机。
锻钢曲轴具有较高的强度和耐久性，但成本较高。
合金钢则是一种折中的选择，具备较好的强度和可靠性，并且制造成本相对较低。
曲轴热处理可以进一步提高其硬度和强度，常见的热处理工艺包括淬火和回火等。
此外，曲轴的几何结构和重量分布也对其性能有重要影响。
曲轴通常被设计成具有一定的偏心量，以实现连续燃烧和平稳运行。
然而，过大的偏心量会导致振动和不平衡力增加，从而影响发动机性能和寿命。
因此，在曲轴设计中需要权衡偏心量和发动机的要求。
此外，曲轴的轴向和径向重量分布也需要合理设计，以减小惯性力对发动机振动和运动的影响。
最后，曲轴的制造工艺和质量控制也是曲轴设计的重要考虑因素。
曲轴的制造工艺通常包括数控车削、磨削和平衡等工序，制造精度和表面质量对发动机运行的影响较大。
因此，在生产过程中需要严格控制曲轴的尺寸和形状精度，以及表面粗糙度和形貌。
同时，曲轴还需要进行平衡处理，以减小振动和噪音。
综上所述，曲轴设计需要考虑到发动机类型和应用领域、材料和热处理、几何结构和重量分布、制造工艺和质量控制等因素。
通过合理的曲轴设计，可以提高发动机的性能和可靠性，满足不同应用需求。
开题报告--492QA发动机曲轴的结构
-
中北大学
毕业设计开题报告
学生姓名：学号：
学院、系：
专业：
设计题目：492QA发动机曲轴的结构设计及强度分析
指导教师:教授
2012 年03月01日
毕业设计开题报告
）。
在这部发动机上，奥托增加了飞轮，使运转平稳，把进气道加长，又改进了气缸盖，使混合气充分形成。
这是一部非常成功的发动机，奥托把三个关
四冲程融为一体，使这种内燃机具有效率高、体积小、
1878年巴黎万国博览会上,被誉为“瓦特以来动力机方面最大的成就”。
等容燃烧四冲程循环由奥托实现,也被称为奥托循环。
毕业设计开题报告
毕业设计开题报告。
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（学生填表）
院系： ****************** 2012年 03月 12日
课题名称 383柴油机（曲轴飞轮组）设计
学生姓名 专业班级 课题类型 工程设计
指导教师 职称 副教授 课题来源 生产
1. 设计（或研究）的依据与意义
柴油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。2000年，中
国3缸以上、缸径小于100mm的多缸机年产量约63.9W台，主要用于农用运输车、轻型车、面包车、轮
式拖拉机、中小型工程机械、小型船舶主辅机等。由此可见，小缸径多缸柴油机的市场前景还是很
客观的。
383系列柴油机主要应用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。随着人们对柴油机认识的逐步转变，柴油机的应用领域也在不断地扩大。柴油机热效率高，
能量利用率高，节能等特点也得到认可。柴油机的供油系统相对简单，柴油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
害物的排放方面的优势已逐渐显现出来。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。曲轴形状复
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[1]。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油机发
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，位置精度和表面质量要求相当高。曲轴中几个主要加工表面，连杆表面，
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。所以研究曲轴加工工艺对曲轴的生
产具有一定的实际意义[2]。
所有的往复式内燃机在工作过程中都会产生旋转惯性力及往复惯性力，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。而383柴油机，由于它的的
三个曲拐呈空间布置，各自间隔120°，它的一阶惯性力和二阶惯性力都不平衡，因此必须在曲轴上
添加平衡重。三缸机的平衡重的添加有三种方案，两平衡块法、四平衡块法、六平衡块法。383柴油
机采用六平衡块，即在每个曲拐的两侧各添加一个平衡块。此种方法，能满足曲轴及整机的平衡问
题，并且是整个曲轴的质量分布较均匀，平衡块的质量也较另外两种平衡方法的轻。有利于该型柴
油机的高速化。
2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述
近些年来，我国的发动机曲轴生产行业得到较大的发展，总量已具有相当的规模，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量的零件之一。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需要。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]
。
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，并和钢制曲轴一样可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]。
从目前整体水平来看，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，国内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[8]。
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国内燃机工业技术发展的要求。我国曲轴专业生产
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，也将迎来新的发展机遇。我们只有充分了解国内外内燃机曲
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[9]。
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，R175型柴油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（或研究）方法
（1）总体设计：依据298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： 年 月 日
研究所（教研室）意见
研究所所长（教研室主任）签字： 年 月 日