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制动空压机作为汽车制动系统的元件之一,人们对其工作时的可靠性和安全性要求越来越高,此外,空压机在工作时产生的振动和噪声会影响人们的身心健康,污染环境。而曲轴作为空压机的关键部件,其性能的好坏直接影响着空压机的整机性能。因此,研究曲轴性能对改善空压机的整机性能有着重要意义。本课题的研究对象为6M型车用制动双作用空压机的曲轴,分别对曲轴动静态性能做了相应的分析,保证曲轴现有设计满足使用要求,并在此基础上,对曲轴进行结构优化,提出改进曲轴性能的措施,最后确定了三种优化方案。主要内容如下：1)根据车用制动空压机的基本计算参数(曲轴的几何特性、理论排量、输入功率),分析曲柄连杆机构的运动规律,利用MATLAB软件和ADAMS仿真软件,分别仿真得到活塞的位移、速度、加速度的运动规律曲线,并在此基础上展开各个零件的力学计算,由此得到曲轴工作过程中的受力规律及特点。2)根据车用制动双作用空压机曲柄连杆机构的力学模型,研究曲轴六个转角下的受力情况,利用有限元分析软件ANSYS,通过静态分析得出六种工况下的应力云图和应变云图,并确定应力最大和变形最大的位置及数值,确保曲轴的强度和刚度满足使用要求。通过模态分析求出曲轴前八阶固有频率和振型,保证曲轴不会因外激频率与固有频率过于接近而发生共振。3)根据曲轴动静态性能分析,利用有限元分析软件ANSYS WORKBENCH进行曲轴参数化建模,选择主轴颈直径D1、曲柄销直径D2、主轴颈圆角f1、主轴颈圆角f2、曲柄销圆角f3、曲柄销圆角f4为设计变量,以曲轴最大复合应力为优化目标,利用ANSYS WORKBENCH优化模块进行曲轴结构优化,优化方案A使最大复合应力相对初始值减少了27.44%；优化方案B使最大复合应力相对初始值减少了27.96%；优化方案C使最大复合应力相对初始值减少了29.71%。相比较而言,方案C的优化效果最好,实际应用时,优先选择方案C,并以优化后的曲轴所受最大应力进行疲劳寿命计算,得到曲轴的疲劳累积损伤系数为0.0625,疲劳寿命为16年。