曲轴是柴油机上最重要、最昂贵的运动部件,其尺寸参数很大程度上影响并决定着内燃机的整体尺寸、质量、成本、可靠性和寿命。曲轴也是柴油机上受力最复杂的零件之一,工作过程中,不仅要承受周期性变化的气体爆发压力、活塞连杆组的往复惯性力、旋转惯性力、附件不规则阻力矩,还承受着扭矩转动以及弯曲振动。因此,曲轴设计是淄博柴油机总公司“16V170柴油机开发”项目中最重要的设计工作。本文采用Pro/E三维设计与ANSYS有限元分析相结合的设计方法来提高16V170柴油机曲轴设计的可靠性,主要的研究工作如下：采用Pro/E软件绘制活塞连杆组件的三维实体图,并计算出它们的质量；利用Matlab软件完成16V170柴油机的工作过程估算和动力计算；按照16V170柴油机的总体布置和曲轴设计要求,结合Pro/E软件完成曲轴的结构设计与分析。利用动力计算得到的曲轴受力数值和设计的曲轴结构尺寸数据按照中国船级社《钢质海船入级规范2009》对曲轴进行疲劳强度校核计算。运用Pro/E软件绘制简化的曲轴三维实体模型,并采用ANSYS软件对曲轴进行静力学分析,计算出曲轴在柴油机一个工作周期内的应力和变形状况,在静力学分析的基础上进行静强度、疲劳强度和疲劳寿命的计算。对曲轴进行模态分析,得到曲轴在自由状态和约束状态下的固有频率以及相应的振型,查看曲轴动态特性是否满足设计要求。用ANSYS分析比较曲轴主轴颈直径、曲柄销直径、主轴颈圆角半径、曲柄销圆角半径以及内凹圆角半径等尺寸参数对曲轴强度与刚度的影响,在分析的基础上提出几种优化方案,通过比较各优化方案对曲轴疲劳强度和疲劳寿命的影响找出最佳的优化方案。