1.曲轴的重要性

曲轴是内燃机中形状复杂而又重要的零件，形状我就不用描述了可以看上面的视频，重要性就不言而喻了，没有它燃料的化学能就无法成为推动车辆前进的动力；

2.曲轴的工作条件分析

工作条件分析包括受力状态：它在工作时受气缸中周期性变化的气体压力、曲轴连杆机构的惯性力、扭转和弯曲应力及冲击力等。发动机工作时曲轴受到的载荷性质有静载和动载，并且受到的扭转弯曲载荷很大，工作温度很高并且活塞向下压得时候温度又会降低因此又处在一个变温的条件下，曲轴上需要使用的环境介质是润滑油；技术人员要在对工作条件进行全面分析的基础上确定零部件的使用性能。因此推出曲轴的材料应该具有以下使用性能：有高的强度（应对各种载荷等外力）、具有冲击韧性（应对连杆的冲击）和弯曲、扭转疲劳强度（能够在较大的弯矩、扭矩下长时间工作），轴颈处要有高的硬度和耐磨性（这样就不会因摩擦而过早发生形状改变）。

(2)分析曲轴在哪种性能不满足时会失效，也就是让发动机不能正常工作，仪表盘的发动机故障会亮红灯，车辆会打不着火，需要较高电压的设备无法使用

上面对曲轴使用性能的要求，是多项的。因此，需要通过对零部件失效原因的分析找出导致失效的主导因素，从而准确地确定出零部件的主要使用性能。曲轴在工作时承受冲击、交变载荷作用，曲轴的主要失效原因是工作较长时间后的疲劳断裂而不是冲击造成断裂，因此应以疲劳抗力作为主要使用性能来进行曲轴的设计。

(3)将对曲轴的使用性能量化并转化为对材料性能的量化。

明确了零件的使用性能后，并不能马上进行选材，还要把使用性能的要求通过分析、计算量化为具体数值，当然计算是需要一些力学知识的，再按这些数值从材料性能数据库查找相应的材料，通常是根据力学性能来选择材料但要注意以下几个问题：

①材料的尺寸效应。

标准试样的尺寸一般是较小的、确定的，它们主要是用来做实验来测量一些数据和研究材料的性质；而零件的尺寸--般是较大的、各不相同的。曲轴的尺寸较大，零件内部可能存在的缺陷数量多;这对曲轴的零件热处理时也会造成麻烦，热处理性能降低，此时如果选用粹透性低的钢材就不易在整个截面上得到均匀一致的性能;曲轴在工作时的实际所受应力情况也会更复杂、恶劣。所有的这一切都将使实际零件的力学性能下降，这就是尺寸效应。

②零件的结构形状对性能的影响。

曲轴上的油孔、键槽及过小的过渡圆角处，存在着较大的应力集中，且其应力状态变得复杂，这也会使得零件的性能低于材料试样的性能。如正火45钢光滑试样的弯曲疲劳极限是MPa,用其制造带直角键槽的轴，其弯曲疲劳极限则为MPa，减小了一半；

③零件的加工工艺对性能的影响。

零件在其制造过程中所经历的加工工艺有可能引入内部或表面缺陷(如铸造、焊接、锻造、热处理缺陷以及磨削造成的裂纹和切削造成的刀痕刀痕等)，这些缺陷都可能致零件的使用性能降低。汽车的曲轴从成本角度一般使用铸造，但也要检查是否有铸造缺陷产生；

（4）球墨铸铁是怎样迎合使用性能要求

最终确定发动机曲轴的材料选择锻钢或球墨铸铁，从材料成本和加工成本角度选用球墨铸铁就能达到要求；因为球墨铸铁种石墨是以最佳的形态球状而存在，因而使得比普通铸铁的强度高很多，更好的塑性会提高曲轴的扭转和弯曲疲劳强度和冲击韧性，其中的石墨增加了其颈部的耐磨性，并减少了其上油孔、键槽的缺口敏感性以对抗应力集中；