本文以扬发公司新开发的16V128柴油机为基点,对曲轴系结构设计和优化进行研究。该曲轴长度长,且几何形状和边界条件复杂,同时承受着弯曲载荷和扭转载荷,曲轴轴颈过度圆角处的应力集中现象也非常严重。因此,文章对该柴油机曲轴的强度和扭转振动展开研究,并提供了结构优化方案。本文首先对曲轴结构进行分析,采用扰度较小的全支撑结构,并设计了两种平衡块方案的曲轴。通过AVL-Shaft Modeler软件对比分析,得到了曲轴系在自由状态和约束状态下的固有频率及振型,分析了平衡块布置与曲轴固有频率的关系;通过扭振激振力矩的谐次参数分析,确定了曲轴主谐量为第8阶,次谐量为第4、12阶;通过AVL-Designer软件对曲轴系扭转振动、动力学响应及疲劳强度等作了对比分析,结果表明,6平衡块曲轴具有较低扭转角度和较高的圆角安全系数。最终确定了6平衡块曲轴作为较优方案。论文还对曲轴的进一步优化改进进行了探索,结合正交试验方法,改进了曲轴的沉割圆角和采用空心曲轴来提高曲轴系的圆角安全系数,结果表明比原先的综合评分提高了22.47%;通过不同硅油减振器阻尼对比分析,为16V128柴油机的进一步应用提供参考。