一种柴油机曲轴、柴油机以及农机制造技术

本实用新型专利技术专利公开了一种柴油机曲轴，包括：两平行设置的曲柄臂，任一所述曲柄臂为轴对称结构；连杆轴，两端分别与两所述曲柄臂相对的内侧面相连接；两同轴设置的主轴，分别与两所述曲柄臂相连接，与所述连杆轴偏心设置；两曲柄臂在临近连杆轴处的内侧面上分别设置有应力缓冲槽，任一应力缓冲槽关于其所处的曲柄臂的对称轴呈轴对称设置，任一应力缓冲槽沿曲柄臂宽度方向自对称轴的两侧延伸且槽深逐渐增加。本实用新型专利技术还提供了采用上述曲轴的柴油机及农机。本实用新型专利技术通过设置应力缓冲槽，分散连杆轴与曲柄臂连接处的应力，提高曲轴强度。

【技术实现步骤摘要】
一种柴油机曲轴、柴油机以及农机
本技术涉及柴油机及柴油机曲轴领域，尤指一种柴油机曲轴。
技术介绍
曲轴为柴油机中最重要的部件之一，曲轴将来自连杆的力转化为主轴的转矩，并通过主轴驱动其他部件。柴油机高速运转过程中，会有较大的应力作用于连杆轴与曲柄臂的连接处，为了防止曲轴于此处发生断裂，需要采用增加曲轴用料的方式增强曲轴的强度。然而增加曲轴的用料会导致曲轴物料成本的提高，同时提高平衡难度。为了解决这一问题，现有技术中采用于曲柄臂上设置应力缓冲槽的方式以分散应力，增强曲轴的强度，然而目前关于应力缓冲槽的研究较少，现有技术中的应力缓冲槽卸载能力弱，不能达到理想的卸载效果。因此，是否存在一种曲柄臂自身用料少、强度高、应力缓冲槽卸载效果明显的曲轴是本领域技术人员所期待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种柴油机曲轴、柴油机以及农机，设置有卸载效果优异的应力缓冲槽，可以有效分散连杆轴颈处的应力强度，同时用料少，强度高，降低了曲轴制造的物料成本。本技术提供的技术方案如下：一种柴油机曲轴，包括：两平行设置的曲柄臂，任一所述曲柄臂均为轴对称结构；连杆轴，两端分别与两所述曲柄臂相对的内侧面相连接；两同轴设置的主轴，分别与两所述曲柄臂远离连杆轴的外侧相连接，且与所述连杆轴偏心设置；两所述曲柄臂在临近所述连杆轴处的内侧面上分别设置有应力缓冲槽，任一所述应力缓冲槽关于其所处的曲柄臂的对称轴呈轴对称设置，任一所述应力缓冲槽沿曲柄臂宽度方向自对称轴的两侧延伸且槽深逐渐增加。r>对称轴位于连杆轴轴线和曲轴轴线所形成的平面内。当柴油机工作时，发动机中的活塞通过连杆推动连杆轴，从而带动主轴旋转。连杆轴与主轴偏心设置，连杆轴会绕着主轴轴线旋转。当曲轴高速工作时，连杆会对连杆轴起到较大的作用力，因此连杆轴与曲柄臂的连接处会受到较大的应力。应力缓冲槽临近连杆轴，可以对曲柄臂与连杆轴之间的应力起到有效的分散。应力缓冲槽设置为靠近对称轴处深度浅、远离对称轴处深度深的形式，应力缓冲槽可以将对称轴处的应力向两侧分散，从而将连杆轴与曲柄臂之间的应力向远离对称轴的两侧的方向有效分散，由曲柄臂上更大面积的部分分散承受应力，从而提高连杆轴和曲柄臂的连接强度，减少曲柄臂上沿连杆轴方向上的应力分散，无需加厚曲柄臂，减少用力且降低曲柄臂的平衡难度。其中，曲柄臂是轴对称的结构，当曲轴转速增加和降低时，曲柄臂上受到的来自连杆轴的应力分布也是对称的，采用关于对称轴对称的应力缓冲槽，可以在曲轴转速增加和降低时对曲轴起到对称的应力分散效果，避免曲柄臂于对称轴的两侧不同情况下应力分布不同导致某一侧长期应力集中导致发生断裂，延长曲柄臂的寿命。进一步优选地所述应力缓冲槽沿对称轴及平行于对称轴的轴向的截面呈圆弧状。利于沿径向对应力实现充分的分散。进一步优选地，沿对称轴两侧延伸方向，任一所述应力缓冲槽的截面圆弧半径尺寸逐渐增加。可以理解得，应力缓冲槽具有若干个连续的截面圆弧，“沿对称轴两侧延伸方向”代表一方向，且在该方向上，后一个截面圆弧的半径尺寸大于前一个截面圆弧的半径尺寸。应力缓冲槽靠近连杆轴的一侧以及应力缓冲槽靠近主轴轴线的一侧深度浅，应力缓冲槽相应的中部深度较浅，结构上可以将应力缓冲槽靠近连杆轴的一侧应力分散到应力缓冲槽的中部，增大应力的承受面积，可以提高曲柄臂的应力承受能力。同时，意味着曲柄臂靠近连杆轴处的厚度较厚，其本身即具有较高的结构强度，使得曲柄臂与连杆轴的连接处不易断裂，提高曲轴强度。进一步优选地，于所述曲柄臂的宽度方向上，任一所述应力缓冲槽为贯通槽。应力缓冲槽向对称轴的两侧延伸，且分别延伸至曲柄臂的两侧形成贯通槽，应力缓冲槽可以充分将曲柄臂与连杆轴连接处的应力向曲柄臂的两侧分散，可以避免应力缓冲槽采用封闭槽时，封闭槽边缘易产生裂纹后进一步导致整个曲柄臂损坏，提高曲柄臂的结构强度，延长曲轴寿命。进一步优选的，所述应力缓冲槽的宽度尺寸为深度尺寸的2.5-4倍；其中，宽度尺寸为沿对称轴及平行于对称轴的轴向的尺寸，深度尺寸为沿主轴及平行于主轴的轴向的尺寸。使应力缓冲槽能达到一个良好的应力分散效果。进一步优选地，所述应力缓冲槽沿对称轴轴向的宽度尺寸范围为10-25mm，沿主轴轴向的深度尺寸范围为3-15mm，所述截面圆弧的半径范围为5-30mm。以上尺寸均是指整个应力缓冲槽的尺寸范围，例如，应力缓冲槽的最大宽度处的宽度尺寸不大于25mm，最小宽度处的宽度尺寸不小于10mm；应力缓冲槽的最大深度处的深度尺寸不大于15mm，最小深度处的深度尺寸不小于3mm；应力缓冲槽的最大半径处的截面圆弧的半径尺寸不大于30mm，最小半径处的截面圆弧的半径尺寸不小于5mm，在该尺寸范围下，应力缓冲槽应用于柴油机曲轴时可以取得较好的应力分散效果。进一步优选地，所述主轴包括主轴主体和主轴颈，所述主轴主体通过所述主轴颈与所述曲柄臂相连接；所述主轴颈的径向尺寸大于所述主轴主体的径向尺寸，所述主轴颈与所述主轴主体形成阶梯。采用较大的主轴颈尺寸可以分散曲柄臂与主轴之间的应力，增强主轴和曲柄臂的连接强度。同时，主轴颈与连杆轴的重叠度大于主轴主体与连杆轴的重叠度，可以在不改变主轴主体和连杆轴尺寸的前提下，通过增大主轴颈与连杆轴的重叠度来提高曲轴的强度，节约主轴和连杆轴用料，降低采购和生产成本。进一步优选地，任一所述曲柄臂上均设置两凸部，两所述凸部分别向远离其所处的曲柄臂的对称轴的两侧延伸，位于所述曲柄臂靠近所述连杆轴的一端，两所述凸部关于所述对称轴对称设置。设置两凸部，可以对曲柄臂进行局部加宽，且加宽处位于连杆轴附近，有利于提高曲柄臂与连杆轴的连接强度，且减少无意义的用料浪费，便于进行曲柄臂上的平衡块设计。进一步优选地，所述曲柄臂外侧面远离所述连杆轴的外侧面上为平滑过渡面，且在平滑过渡面上向外侧凸出设置加固件，所述加固件设置有与连杆轴的轴心相对的径向孔，所述加固件的外壁上设置加强筋。设置应力缓冲槽，可以将连杆轴与曲柄臂连接处的应力向应力缓冲槽方向分散，从而减少了曲柄臂靠近连杆轴的一端所承受的应力，因此曲柄臂外侧面靠近连杆轴的一端设置为平滑过渡面可以满足曲柄臂的强度需要，且可以减少曲柄臂的用料，降低曲柄臂的采购和生产成本，同时降低曲柄臂的质量，便于实现曲柄臂整体的平衡。径向孔与连杆轴的轴心相对，也即径向孔的中心与连杆轴的轴心同轴，可以提高强度；同时，在加固件的外壁上设置加强筋，更进一步的增加曲柄臂的强度。更进一步优选的，所述加强筋位于两曲柄臂的对称轴所在的平面内，自所述加固件的外壁延伸至所述曲柄臂的顶部边缘。通过将加强筋沿着对称轴所在的轴向平面设置，从加固件的外壁延伸到曲柄臂顶部边缘，进一步提高了整体结构的对称性，保证了应力分散的均衡性。本技术的另一目的在于，提供一种柴油机，包括：具有前述特征的一种柴油机曲轴。本技术的另一目的在于，提供一种农机，包括：具有前述特征的一种柴油机。本技术的技术效果在于：1)本技术中曲柄臂的内侧设置有用于分散应力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柴油机曲轴，/n包括：两平行设置的曲柄臂，任一所述曲柄臂均为轴对称结构；/n连杆轴，两端分别与两所述曲柄臂相对的内侧面相连接；/n两同轴设置的主轴，分别与两所述曲柄臂远离连杆轴的外侧相连接，且与所述连杆轴偏心设置；/n其特征在于：/n两所述曲柄臂在临近所述连杆轴处的内侧面上分别设置有应力缓冲槽，任一所述应力缓冲槽关于其所处的曲柄臂的对称轴呈轴对称设置，任一所述应力缓冲槽沿曲柄臂宽度方向自对称轴的两侧延伸且槽深逐渐增加。/n

【技术特征摘要】
1.一种柴油机曲轴，
包括：两平行设置的曲柄臂，任一所述曲柄臂均为轴对称结构；
连杆轴，两端分别与两所述曲柄臂相对的内侧面相连接；
两同轴设置的主轴，分别与两所述曲柄臂远离连杆轴的外侧相连接，且与所述连杆轴偏心设置；
其特征在于：
两所述曲柄臂在临近所述连杆轴处的内侧面上分别设置有应力缓冲槽，任一所述应力缓冲槽关于其所处的曲柄臂的对称轴呈轴对称设置，任一所述应力缓冲槽沿曲柄臂宽度方向自对称轴的两侧延伸且槽深逐渐增加。


2.根据权利要求1所述的柴油机曲轴，其特征在于：
任一所述应力缓冲槽沿对称轴及平行于对称轴的轴向的截面呈圆弧状；
沿对称轴两侧延伸方向，任一所述应力缓冲槽的截面圆弧半径尺寸逐渐增加。


3.根据权利要求1所述的柴油机曲轴，其特征在于：
所述应力缓冲槽的宽度尺寸为深度尺寸的2.5-4倍；其中，宽度尺寸为沿对称轴及平行于对称轴的轴向的尺寸，深度尺寸为沿主轴及平行于主轴的轴向的尺寸。


4.根据权利要求2所述的柴油机曲轴，其特征在于：
所述应力缓冲槽沿对称轴及平行于对称轴的轴向的宽度尺寸范围为10-25mm，沿主轴及平行于主轴的轴向的深度尺寸范围为3-15mm，所述圆弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘洪玉，郑和瑞，温殿敏，肖建，
申请(专利权)人：江苏常发农业装备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32