定制偏心传动曲轴结构三维数模

　　轴身上铣出的平键槽，是用来安装动力输入侧的联轴器的，键槽的深度和宽度都按照GB/T 1096的普通平键标准做的适配，选型的时候直接选对应规格的A型平键就能完成装配，不需要额外做非标加工。中间的多级凸台结构，每一段的直径差都是对应安装位的轴承内圈尺寸做的，靠近偏心段的那级大直径凸台，一方面是作为轴承的轴向定位面，装配的时候轴承内圈抵在这个凸台端面上，就能确定轴承在轴上的安装位置，不需要额外加轴套做定位；另一方面这个凸台的直径刚好和偏心配重的外径做了匹配，转动的时候能减少偏心带来的不平衡量，降低整机运行时的振动。这款定制曲轴的设计，最初是匹配小型往复式流体输送阀组的动力输出端需求，在做结构校核的时候，最先敲定的是偏心段的偏心距参数——毕竟要直接带动阀块内部的活塞做定行程往复，偏心距的公差直接决定了活塞的实际行程余量，要是偏心距做超差，要么活塞推不到位导致阀腔内密封失效，要么行程过大会撞坏阀座的密封面。从结构上看，轴端预留的两个定位小孔，是用来安装端盖止动销的，装配的时候端盖压在轴端面上，销子卡进端盖对应的孔位里，就能防止轴在高速转动的时候端盖跟转，避免轴端的密封件被磨损。

　　做三维建模的时候，所有的轴段过渡位置都做了圆角处理，尤其是偏心段和相邻轴段的连接位置，圆角半径严格按照轴径的5%来设置，避免应力集中导致轴在交变载荷下出现疲劳断裂——毕竟曲轴在运行的时候一直承受周期性的交变载荷，应力集中的位置很容易萌生裂纹，这一点在做结构设计的时候是重点校核的部分。从安装边界来看，整个轴的轴向总长度是按照阀块的安装腔体深度来定的，装配的时候轴从阀块的一侧穿入，依次穿过密封件、轴承、偏心传动套，最后从另一侧的轴承位穿出，键槽端伸出轴承端面的长度刚好够安装联轴器，不会和旁边的动力电机外壳产生干涉。

　　轴表面的粗糙度要求也做了区分，和轴承配合的轴段粗糙度要求达到Ra1.6，保证和轴承内圈的配合精度，减少转动时的磨损；键槽的侧面粗糙度要求Ra3.2，保证和平键的配合间隙在合理范围内，不会出现键连接松动的情况；非配合面的粗糙度做到Ra6.3就可以，不需要做额外的精加工，能控制加工成本。在实际应用场景里，这类小尺寸定制曲轴大多用在小型计量阀、微型隔膜泵这类需要小行程往复动力的设备上，和通用的标准曲轴不一样，这款曲轴的偏心段是和轴身做的一体化结构，不是分体式的偏心套设计，这样的结构能减少装配时的累积误差，传动精度更高，适合对输出行程精度要求比较高的流体控制场景。

　　建模的时候所有的配合尺寸都留了合理的公差带，和轴承配合的轴段采用k6的过渡配合，保证轴承内圈和轴之间不会出现相对转动；和密封件配合的轴段采用h7的间隙配合，方便装配的时候密封件能顺利套入，同时不会因为间隙过大导致密封失效。偏心段的形位公差也做了严格的约束，偏心圆柱面相对于两端轴承支撑轴颈的同轴度公差控制在0.02mm以内，保证转动的时候偏心运动的轨迹圆不会出现偏差，带动的活塞运动轨迹始终和腔体轴线重合，避免出现偏磨导致的泄漏问题。另外轴端的两个定位小孔的位置度也做了约束，两个孔相对于轴端面中心对称分布，装配的时候端盖不需要做角度调整就能顺利安装，减少现场装配的调整时间。