《曲轴与轴承》课件

曲轴与轴承曲轴是发动机的重要组成部分，将活塞的往复运动转换为旋转运动，驱动汽车行驶轴承是用来支撑旋转轴的部件，其作用是减少摩擦和磨损，提高效率并延长寿命

一、曲轴的工作原理曲轴的旋转曲轴由活塞的往复运动驱动，将活塞的直线运动转换为旋转运动动力传递曲轴将旋转运动传递给飞轮、传动轴等部件，最终驱动车辆行驶力量放大曲轴利用杠杆原理，将活塞的推力放大，提高发动机的输出功率曲轴的组成与作用曲柄连杆主轴承活塞销将旋转运动转化为往复运动，将曲柄的旋转运动传递给活塞支撑曲轴，减少摩擦，提高轴连接连杆和活塞，传递活塞的连接连杆和主轴承承寿命往复运动曲轴的受力分析

2.曲轴承受着来自活塞和连杆的复杂力，包括扭矩、弯矩和轴向力这些力在曲轴上产生应力和变形，影响曲轴的寿命和性能扭矩活塞推动连杆旋转曲轴产生的力弯矩活塞和连杆作用在曲轴上的横向力产生的力轴向力活塞和连杆作用在曲轴上的纵向力产生的力曲轴的受力分析是设计曲轴的关键环节，需要考虑曲轴的强度、刚度、疲劳强度等因素，确保曲轴能够承受住工作过程中产生的各种力曲轴的平衡原理

3.旋转质量不平衡1曲柄连杆机构旋转时，产生的惯性力振动与噪声2发动机产生震动，导致噪音和故障平衡配重3在曲轴上添加配重，抵消惯性力平衡原理是通过在曲轴上添加配重来抵消旋转质量不平衡产生的惯性力，从而降低发动机振动和噪音，延长发动机使用寿命

二、曲轴的结构设计曲轴的结构设计对发动机的性能和可靠性起着至关重要的作用合理的结构设计可以有效地提高曲轴的强度、刚度和寿命曲轴材料的选择钢材铸铁合金材料钢材是曲轴最常见的材料，具有高强度、耐铸铁比钢材硬度高，耐磨性好，但韧性较差合金材料可提升曲轴的强度、硬度和耐磨性磨性和韧性，能承受发动机高速运转带来的，常用于低速发动机曲轴，如高强度钢、耐热钢等，用于高性能发动高负荷和冲击机曲轴的尺寸设计

2.100公差严格控制尺寸偏差10材料强度和韧性100负荷承受扭矩和冲击载荷曲轴的表面处理

3.表面粗糙度控制热处理曲轴表面粗糙度直接影响轴承的磨损和润滑效果，需要严格控热处理可以提高曲轴的硬度和耐磨性，延长使用寿命制表面涂层精密研磨表面涂层可以增强曲轴的耐腐蚀性和抗磨损性能，提高其使用精密研磨可以提高曲轴表面的光洁度，降低摩擦系数，提高轴寿命承的润滑效果

三、曲轴的加工与装配曲轴的加工和装配是发动机制造中的关键环节这些过程直接影响发动机的性能、可靠性和使用寿命曲轴的铸造工艺铸造准备1铸造准备包括清理模具，配置熔炼金属，以及检查铸造设备是否正常运行熔炼与浇注2按照预设温度和时间进行熔炼，然后将熔融金属浇注到铸造模具中冷却与清理3待铸件冷却后，将铸件从模具中取出并进行清理，去除毛刺和多余的金属曲轴的机械加工

2.粗加工1去除毛坯余量，保证尺寸精度半精加工2进一步提高尺寸精度和表面光洁度精加工3达到最终的尺寸、形状和表面要求研磨4提高表面光洁度和尺寸精度热处理5改善曲轴的力学性能曲轴的机械加工过程通常包括粗加工、半精加工、精加工、研磨和热处理等步骤每个步骤都有其特定的加工目的和要求，最终实现曲轴的精度和性能要求曲轴的热处理

3.正火处理1正火处理是将曲轴加热到奥氏体化温度，然后在空气中冷却正火处理可以提高曲轴的强度、韧性和抗疲劳性能调质处理2调质处理是将曲轴加热到奥氏体化温度，然后在油中淬火，再进行回火调质处理可以使曲轴表面硬度高，内部韧性好渗碳处理3渗碳处理是将曲轴表面渗入碳元素，然后进行淬火和回火渗碳处理可以提高曲轴表面的硬度和耐磨性

四、轴承的工作原理轴承是机械中最常用的部件之一，它起着支撑和减小摩擦的作用轴承的类型很多，根据其工作原理和结构可以分为滚动轴承和滑动轴承轴承的分类和特性滚动轴承滑动轴承12滚动轴承采用钢球或滚柱来承滑动轴承通过轴承金属与轴颈载负荷，滚动摩擦，摩擦系数之间的油膜来承载负荷，滑动低，适用于高速、轻载荷工况摩擦，适用于低速、重载荷工况磁悬浮轴承气体轴承34磁悬浮轴承利用磁力来悬浮轴气体轴承利用压缩空气来支撑，无摩擦，适用于高精度、高轴，适用于洁净环境，例如精速工况，例如高速电机和精密密仪器和航空航天领域仪器滚动轴承的工作原理

2.滚动体滚动轴承使用钢球或滚柱等滚动体，它们在内外圈之间滚动，减少摩擦滚动摩擦滚动体与内外圈之间的接触是点接触，产生滚动摩擦，而非滑动摩擦低摩擦力与滑动轴承相比，滚动轴承的摩擦力更低，提高了机械效率，降低了能耗承受径向载荷滚动轴承主要承受径向载荷，但也能够承受一定的轴向载荷结构设计滚动轴承由内外圈、滚动体和保持架组成，根据不同应用场景，设计不同的结构液体润滑轴承的工作原理润滑油层1承受载荷，减少摩擦粘性2油层抵抗流动，保持间隙压力3形成油膜，分离轴承液体润滑轴承利用润滑油形成油膜，在轴承表面形成一层隔离层，有效减少摩擦和磨损轴承的选择与使用轴承的选择与使用，对机器设备的可靠性和寿命至关重要，需要综合考虑各种因素轴承的负荷计算轴承的负荷计算是轴承选择和使用的关键环节不同的轴承在承受不同类型的负荷时，其性能也会有所不同例如，滚动轴承主要承受径向负荷，而滑动轴承则可以承受径向负荷和轴向负荷在计算轴承的负荷时，需要考虑轴承的类型、尺寸、材料、工作环境以及使用寿命等因素轴承的润滑方式

2.油脂润滑油液润滑油脂润滑是最常见的润滑方式，适合低速、重载荷工况油脂可油液润滑适合高速、轻载荷工况油液通过油泵输送到轴承部位以在轴承表面形成一层油膜，减少摩擦，防止磨损油脂的粘度，形成油膜，减少摩擦，降低温度油液的粘度、清洁度和温度和添加剂会影响其润滑性能会影响其润滑效果轴承的安装与拆卸准备工作1清洁轴承和轴颈轴承安装2使用合适的工具避免冲击或损伤轴承轴承拆卸3使用专业拆卸工具避免过度用力或损伤轴承曲轴与轴承的维护确保发动机长期可靠运行，需定期维护曲轴与轴承这包括检查磨损、清洁和润滑曲轴和轴承的检查外观检查尺寸检查检查曲轴和轴承表面是否有裂纹、磨损、腐蚀等缺陷观察轴承使用游标卡尺或千分尺测量曲轴和轴承的尺寸，检查是否在允许滚动体是否完整，润滑油是否充足的误差范围内测量轴颈、轴承座和滚动体的尺寸曲轴和轴承的保养定期润滑清洁维护定期检查定期维护定期检查润滑油的清洁度和油定期清洁轴承和曲轴，清除灰定期检查曲轴和轴承的磨损情定期进行发动机维护，包括更位，及时更换或添加润滑油，尘、污垢和金属碎屑，保持清况，及时更换磨损严重的部分换机油、油滤、气滤等，避免确保轴承的正常润滑洁，延长使用寿命，防止意外故障发生发动机长期处于恶劣工作环境，影响曲轴和轴承的使用寿命曲轴和轴承的故障诊断振动异常温度升高噪音增大油液泄漏曲轴和轴承的故障会导致机器轴承磨损或润滑不足会导致温轴承滚珠或滚柱损坏会发出异轴承密封失效会导致润滑油液运行时产生异常的振动度过高常的金属摩擦声泄漏，影响润滑效果。