简单曲轴的基本知识及检验方法

前面介绍了轴在机器中的作用是用来支承齿轮、带轮等传动零件，以传递转矩或运动。根据发动机性能和用途的不同，曲轴有单拐、两拐、四拐、六拐和八拐等几种，曲柄颈互成90°、120°和180°等。

整体式曲轴由曲柄销1（连杆轴颈）、主轴颈2、平衡块3、前轴端7、曲柄6、曲拐5（由一个连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴颈构成）、后轴端4（功率输出端）等组成，如图3-27所示。

1）曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排列形式。

2）直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数。

图3-27 整体式曲轴的基本组成

1—曲柄销 2—主轴颈 3—平衡块 4—后轴端 5—曲拐 6—曲柄 7—前轴端

3）V形发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。

1.单拐曲轴的检验

单拐曲轴实质上也是偏心工件的一种，单拐曲轴加工方法，通常用车床车削加工。一般单拐曲轴曲柄颈轴线与主轴（基准轴）轴线在同一平面内平行，并偏离一定距离。可以说单拐曲轴相似于偏心轴，加工原理与偏心轴基本相同，检测方法也基本类似。

（1）偏心距的检测 图3-28所示为单拐曲轴偏心距的测量方法。

使用量器具：一对V形架、百分表及表架、检验平板、量块、可调整量规等。

图3-28 单拐曲轴偏心距的测量方法

将单拐曲轴主轴两基准轴ϕ70mm外圆柱分别放置在两等高V形架槽内，并放置在检验平板上进行操作。测量时，移动工件，用百分表找出曲柄颈的最高点，固定工件，用可调整量规调整到与基准主轴ϕ70mm外圆柱面等高，在计算出曲柄颈最高点到基准主轴颈最高点之间的距离a，由图3-28可得

式中 e——偏心距，本例为（57.5±0.1）mm；

D——基准主轴颈直径，本例70mm；

d——曲柄径直径，本例为56mm。

a=e-D/2+d/2=（57.5-70/2+56/2）mm=50.5mm

用量块0.5mm和50mm组合成50.5mm，放置在可调整量规上，用百分表测出曲柄颈的最高点，调整百分表表盘使指针指向零位，水平移动百分表，使测头接触量块面，若百分表指针摆动在0.2mm范围内，说明偏心距合格。

（2）曲柄颈轴线与基准主轴颈轴线平行度误差检测 检测方法如图3-29所示。

图3-29 单拐曲轴平行度误差检测方法

1—指示表 2—曲轴 3—V形架 4—检验平板(www.xing528.com)

使用量具和辅具：一对V形架、指示表及表架、检验平板。

图3-29左图给出了单拐曲轴曲柄颈轴线对主轴颈C—D公共轴线的平行度公差ϕ0.05mm的要求；在检测时，该单拐曲轴的被测轴线（即曲柄轴线）可直接由实际圆柱面来体现。首先将C与D主轴颈两外圆柱分别放置在两等高V形架3的槽内，并调整其轴线与检验平板4平行，如图3-29中间图所示，以V形架模拟公共基准轴线。然后使安装在同一垂直方向上的指示表沿被测曲柄颈上下两条素线移动，并记录两指示表的读数值，求出读数差值之半，取其中最大值作为该测量方向上的平行度误差值。

以主轴颈C—D公共轴线为中心，在0°～180°范围内转动单拐曲轴，按上述方法分别对若干个不同的角度位置进行测量，取测量位置上测得的差值之半中的最大值即为曲柄颈轴线对基准主轴颈轴线的平行度误差值。

2.两拐曲轴的检验

1）180°两拐曲轴相角差的测量方法，如图3-30所示。将准备测量的曲轴的主轴颈架在两个等高的V形架槽内，V形架置于平板上，模拟曲轴主轴基准轴线；用指示器调整曲轴主轴轴线，以保持曲轴主轴线与平板测量面平行，如图3-30a所示。转动曲轴，使两曲拐外圆等高，距平板测量面的值设为H（此具体数值不必测出）；再把曲轴翻转约180°，并调整其中一拐外圆距平板测量面的距离到原来数值H；最后，测量另一曲拐外圆与检验平板测量面距离与H的差值ΔH，如图3-30b所示。由此即可计算出相角的角度误差值Δα为

图3-30 180°两拐曲轴相角差的测量方法

式中 e——曲拐偏心距。

2）曲轴圆度和圆柱度误差的测量方法，如图3-31所示。将曲轴固定（可以将主轴外圆架在V形架上），用外径千分尺十字测量法对曲轴轴颈相互垂直的两个部位进行测量，如图3-31所示，记录千分尺读数；用上述方法取三个截面测量记录读数。

图3-31 曲轴圆度和圆柱度误差的测量方法

圆度：找出每一个截面最大值与最小值差值，取三个差值中的最大值的一半即为圆度误差。

圆柱度：三个截面、六个数据中最大值与最小值差值的一半，就是该轴径的圆柱度误差。

3.四拐曲轴的检验

（1）四拐曲轴的结构特点 根据上述定义：直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数。

图3-32a、b所示为直列四冲程四缸发动机示意图，曲拐对称布置于同一平面内。相邻做功气缸的曲拐夹角为720°/4=180°。

发动机工作顺序有1—3—4—2；1—2—4—3。

图3-32 四拐曲轴结构及圆跳动检测方法

（2）四拐曲轴的检验

1）圆跳动误差的检测：将曲轴的两端用V形架支承在检验平板测量面上；用百分表的触头抵在中间主轴颈表面，如图3-32c所示；转动曲轴一周，百分表上指针的最大与最小示值之差，即为中间主轴颈对两端主轴颈的径向圆跳动误差（通常也用指针的最大与最小示值差值之半作为直线度误差）；该发动机曲轴的直线度误差应不大于0.03mm，否则进行冷压校正或更换曲轴。

2）圆度和圆柱度误差的检测：测量方法与两拐曲轴相同，在此不再叙述。

3）平行度误差的检测：曲柄轴颈轴线与主轴颈轴线（基准）平行度误差检测参照单拐曲轴的测量方法。