摘 要

曲轴的圆角部分滚压是把轴颈的圆角处的材料在滚轮很高的接触应力的作用下发生强烈的变形，在圆角的表层形成数值很高，深度很大的残余压应力，使材料的表面形变成我们所需要的一个特定的形状从而提高曲轴的疲劳强度的一种有效强化方法。本文对照照片主要设计计算了德式I型曲轴圆角滚压机的钳体部分，并主要做了以下几方面工作：

1. 分析了德式I型曲轴圆角滚压机机构的运动原理，制定了设计方案，完成了各部件选型。

（2）根据德国方面对机床设计的理念对德式I型曲轴圆角滚压机的关键结构做了较为详细的分析并且攻克了关键结构的设计难点。

（3）对德式I型曲轴圆角滚压机的油管油路部分进行了布局的设计。

（4）对德式I型曲轴圆角滚压机的滚压钳体部分进行了受力的分析和材料的校核。

（5）对各个部件的运动的过程进行了分析，验证了我们这次设计的可行性，并对其进行了优化，验证了设计是否符合要求。

本文主要解释并说明了德式I型曲轴圆角滚压机设计的过程和实际的方法，在曲轴圆角滚压钳体的设计过程中让学生对实际工业设计中机械原理、机械设计、材料力学、液压传动等学科的运用有一个更加深刻具体的理解和掌握。本文的研究可为国内曲轴滚压机的创新和发展提供一些思路。

关键词：曲轴圆角滚压；钳体；结构设计；受力分析

Abstract

Crankshaft fillet rolling is made at the journal fillet material in the process of the roller of high contact stress strong deformation, in the fillet surface formed high numerical, depth of compressive residual stress, surface material shaped into what we need a specific shape so as to improve the fatigue strength of the crankshaft of a strengthening method. The clamp body part calculation German type I crankshaft rolling machine is designed in this paper, and the main contents are as follows:

(1) motion analysis of German I type crankshaft rolling machine principle, design scheme, the selection of components.

(2) according to the German machine tool design philosophy of German type I crankshaft fillet rolling machine key structure made detailed analysis and overcome the difficulties in designing the key structure.

(3) the German I oil tubing type crankshaft rolling machine of the layout design. (4) stress analysis and material check clamp part of the German I type crankshaft rolling machine.

(5) to analyze the motion process of each component, verify the feasibility of our design, and optimize it, verify the design is in line with the requirements. The paper mainly explains and illustrate the design of the German type I crankshaft fillet rolling machine and practical methods, in the design process of crankshaft fillet rolling clamp body to enable students to do a more concrete and deep understanding and grasp of the use in the disciplines of industrial design, mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, hydraulic transmission. The research of this paper can provide some ideas for the innovation and development of the crankshaft rolling machine in China.

key word ：Crankshaft fillet rolling, clamp body, structure design, stress analysis

目录

第一章 引言 1

1.1曲轴概述 1

1.1.1曲轴材料的优化和选取 1

1.1.2曲轴疲劳断裂的原因 3

1.1.3曲轴圆角滚压形变工艺分析 4

1.2研究现状 5

1.3设计目的 6

1.4 建模及模型形成流程图 6

第二章 整体方案设计 8

2.1机构设计要求分析 8

2.1.1机床生产指标 8

2.1.2整体机构重难点 8

2.2钳体机构运动方案 9

2.3 各部件选型设计 10

2.3.1各部分尺寸预选 10

2.3.2各部分材料预选 11

2.3.3液压部件选型 11

2.3.4关键结构设计 12

2.3.5 油管油路设计 14

第三章 建模过程 15

3.1三维建模 15

3.2二维建模 16

第四章 受力分析 17

4.1危险截面分析 17

4.2强度校核 17

结论 19

参考文献 20

致谢 22

第一章 引言

1.1曲轴概述

曲轴在发动机的主要部件中是最重要的部分之一。它的连杆轴颈连接连杆，连杆带动活塞，活塞则挤压燃油在燃烧室里爆炸燃烧，当爆燃发生时连杆轴颈会承受连杆传来的巨大的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他部件工作。发动机运转的过程中，曲轴会受到很大的来自旋转质量的离心力、周期性变化的气体的惯性力以及往复的惯性力、离心力的共同作用，使曲轴承受较大的弯曲扭转载荷的作用，所以对曲轴的刚度、耐磨性、耐疲劳性、抗拉强度及冲击韧性提出了极高的要求。通常情况下我们采用对曲轴的结构进行改进、对曲轴的材料进行改进以及采用曲轴强化处理等三种方法来提高曲轴性能。