CN205371277U - 前后端曲柄臂加强的曲轴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及前后端曲柄臂加强的曲轴，属于曲轴技术领域。其解决了现有的曲轴存在的曲轴前后端轴颈圆角安全系数低和主轴瓦边缘载荷较高的问题。本实用新型包括前后端曲柄臂和位于前后端曲柄臂之间的内侧曲柄臂，前后端曲柄臂的厚度大于内侧曲柄臂的厚度；前后端曲轴的主轴颈设置有内凹的圆角。通过增加曲轴前后端曲柄臂厚度，以增加曲轴前后端刚度，减小前后端曲轴弯曲，达到降低轴颈圆角处的应力集中降低主轴瓦边缘载荷的目的。本实用新型具有改动小，结构简单，成本低的优点，可以广泛运用于机械技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及前后端曲柄臂加强的曲轴，属于曲轴技术领域。
背景技术
现阶段，柴油机的强化程度越来越高。根据大多数曲轴轴系有限元计算分析，曲轴前后端轴颈圆角安全系数一般低于其他部位轴颈圆角，主轴瓦边缘也易出现较高的边缘载荷。
曲轴工作时，各曲柄单元承受燃气燃烧的爆发压力及活塞连杆组的往复惯性力。因各缸发火顺序不同，曲轴各曲柄单元受力情况不同，导致各轴颈圆角处的安全系数也不相同，一般情况下，前后端轴颈圆角安全系数一般低于其他部位轴颈圆角。同时，曲轴前端与减振器相连接，后端与飞轮相连接，导致前后端主轴瓦边缘出现边缘载荷，如果边缘载荷超过轴瓦的承载能力，轴瓦边缘易出现合金层剥落等故障。
如果保证曲轴各曲柄臂厚度一致，为了提高前后端主轴颈圆角处的安全系数，曲轴各曲柄臂厚度都要增加，会导致曲轴长度、整机长度相应增加，浪费成本，不利于发动机的市场竞争。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有曲轴存在的上述缺陷，提出了一种前后端曲柄臂加强的曲轴，通过增加曲轴前后端曲柄臂厚度，以增加曲轴前后端刚度，减小前后端曲轴弯曲，达到降低轴颈圆角处的应力集中降低主轴瓦边缘载荷的目的。
本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种前后端曲柄臂加强的曲轴，包括前后端曲柄臂和位于前后端曲柄臂之间的内侧曲柄臂，前后端曲柄臂的厚度大于内侧曲柄臂的厚度；前后端曲轴的主轴颈设置有内凹的圆角。本实用新型对曲轴薄弱位置进行有针对性的增强，只增加曲轴前后端曲柄臂厚度，改善前后端曲轴主轴颈圆角应力情况。同时，亦能增加曲轴前后端的刚度，改善前后端的弯曲幅值，降低前后端主轴瓦的边缘载荷，减小轴瓦边缘合金层剥落的风险。
进一步地，曲轴两侧端前后端曲柄臂的形状一致。因只增加前后端曲柄臂厚度，内侧曲柄臂厚度不更改。
进一步地，曲轴各曲柄臂的平衡率一致。
进一步地，内侧曲柄臂各平衡重结构和厚度一致。
进一步地，前后端曲柄臂各轴颈的安全系数一致。大大减少了资源的浪费。
进一步地，前后端曲柄臂的厚度比内侧曲柄臂的厚度增加10％-40％。具体值需要根据轴系计算结果确定。为保证机体前后端内腔形状一致，前后端曲柄臂厚度需相同。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的前后端曲柄臂加强的曲轴，对曲轴薄弱位置进行有针对性的增强，以提高前后端主轴颈圆角安全系数，降低前后端主轴瓦边缘载荷，具有改动小，结构简单，成本低的优点。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图。
图2是本实用新型的结构示意图。
图中：1前后端曲柄臂；2内侧曲柄臂；3圆角；4平衡重结构。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
本实用新型对曲轴薄弱位置进行有针对性的增强，通过增加曲轴前后端曲柄臂1厚度，降低整只曲轴应力最高处的应力值，改善整只曲轴的使用状态。同时减小前后端曲轴弯曲，降低主轴瓦边缘载荷。
曲柄臂是指曲轴上连接相邻主轴颈和连杆轴颈的部分；曲柄单元是指曲轴上由连杆轴颈、主轴颈、曲柄臂组成的单元。
如图1所示，现阶段曲轴各曲柄单元的曲柄臂厚度是相同的，以保证机体各缸内腔形状一致。如果保证曲轴各曲柄臂厚度一致，为了提高前后端主轴颈圆角3处的安全系数，曲轴各曲柄臂厚度都要增加，会导致曲轴长度、整机长度相应增加，浪费成本，不利于发动机的市场竞争。
本实用新型的示意图，如图2所示。本实用新型对曲轴薄弱位置进行有针对性的增强，通过增加曲轴前后端曲柄臂1厚度，降低整只曲轴应力最高处的应力值。具有改动小，结构简单，成本低的优点。
本实用新型对曲轴薄弱位置进行有针对性的增强，只增加曲轴前后端曲柄臂1厚度，改善前后端曲轴主轴颈圆角3应力情况。同时，亦能增加曲轴前后端的刚度，改善前后端的弯曲幅值，降低前后端主轴瓦的边缘载荷，减小轴瓦边缘合金层剥落的风险。
因只增加前后端曲柄臂1厚度，内侧曲柄臂2厚度不更改。故可以将曲轴各轴颈的安全系数做到近似，大大减少了资源的浪费。
前后端曲柄臂1厚度一般增加10％～40％。具体值需要根据轴系计算结果确定。为保证机体前后端内腔形状一致，前后端曲柄臂1厚度需相同。
为了保证曲轴各曲柄单元的平衡率基本一致，同时也为了生产成本较低，各平衡重结构4和内侧曲柄臂2的厚度保持一致。
当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。
Claims (6)
1.一种前后端曲柄臂加强的曲轴，包括前后端曲柄臂(1)和位于前后端曲柄臂(1)之间的内侧曲柄臂(2)，其特征在于：前后端曲柄臂(1)的厚度大于内侧曲柄臂(2)的厚度；前后端曲轴的主轴颈设置有内凹的圆角(3)。
2.根据权利要求1所述的前后端曲柄臂加强的曲轴，其特征在于：曲轴两侧端前后端曲柄臂(1)的形状一致。
3.根据权利要求1所述的前后端曲柄臂加强的曲轴，其特征在于：曲轴各曲柄臂的平衡率一致。
4.根据权利要求1所述的前后端曲柄臂加强的曲轴，其特征在于：内侧曲柄臂(2)各平衡重结构(4)的厚度一致。
5.根据权利要求1所述的前后端曲柄臂加强的曲轴，其特征在于：前后端曲柄臂(1)各轴颈的安全系数一致。
6.根据权利要求1所述的前后端曲柄臂加强的曲轴，其特征在于：前后端曲柄臂(1)的厚度比内侧曲柄臂(2)的厚度增加10％-40％。
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|---|---|---|---|---|
| CN108057838A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-05-22 | 中国兵器工业第五九研究所 | 一种全纤维多拐曲轴锻件设计方法 |
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2015
- 2015-12-24 CN CN201521105489.5U patent/CN205371277U/zh not_active Expired - Fee Related
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