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曲軸是發(fā)動機的主要旋轉(zhuǎn)機件 ，它的主要作用是將活塞連桿組傳遞來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩，并對外輸出以驅(qū)動發(fā)動機上的各種附件。曲軸鑄鐵件裝上連桿后,可承接連桿的上下(往復)運動變成循環(huán)(旋轉(zhuǎn))運動。

在曲軸工作的過程中,往復的慣性力和離心力使之承受很大的彎曲--扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,軸頸表面容易磨損,且軸頸與曲臂的過渡圓角處薄弱。除曲軸的材質(zhì),加工因素外,曲軸的工作條件(溫度、環(huán)境介質(zhì)、負荷特性)等都是影響曲軸服役的。

曲軸通常由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成，具有足夠的強度和剛度，并且軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。

曲軸的結(jié)構(gòu)功能 ：

曲軸的主要組成部分包括主軸頸、連桿頸、曲柄、平衡塊和曲軸后端等。

• 主軸頸 ：位于缸體上，用于支撐曲軸并承受氣體壓力。
• 連桿頸 ：與連桿大頭孔連接，將連桿的往復運動傳遞給曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。
• 曲柄 ：連接主軸頸和連桿頸，形成曲柄滑塊機構(gòu)，將往復運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。
• 平衡塊 ：用于平衡曲軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力，減少振動。
• 曲軸后端 ：通常設(shè)有凸緣結(jié)構(gòu)，用于安裝飛輪。

曲軸的主要失效形式：

(1)疲勞斷裂。多數(shù)斷裂時曲柄與軸頸的圓角處產(chǎn)生疲勞裂紋,隨后向曲柄深處發(fā)展,造成曲柄的斷裂,其次是曲柄屮部的油道內(nèi)壁產(chǎn)生裂紋,發(fā)展為曲柄處的斷裂。

(2)軸頸表面的嚴重磨損。因此，曲軸的選材十分重要，既需要滿足曲軸的力學性能，也需要考慮強度和耐磨性。由于曲軸需要承受交變的彎曲-扭轉(zhuǎn)載荷以及發(fā)動機的大的功率，因此，要求其具有高的強度,良好的耐磨、耐疲勞性以及循環(huán)韌性等。