曲軸結構的設計原理主要在于將活塞的氣體壓力轉化為旋轉動力，從而驅動汽車發動機的運轉。

首先，曲軸的基本結構包括主軸頸、連桿頸、曲柄、前端和后端等。主軸頸通過滑動主軸承與連桿頸連接，為發動機提供支撐點。連桿頸與連桿軸頸采用橢圓形截面相結合，平衡慣性力，還可通過鑄造或緊固平衡塊來優化。

其次，曲柄數量與氣缸數相關。直列發動機一個曲柄對應一個氣缸，V 型發動機的曲柄數則與氣缸數有特定關系。

再者，曲軸的前端通常裝有正時齒輪、風扇皮帶輪等部件，后端用于安裝飛輪，同時會有油封和密封措施防止機油泄漏。

對于支撐方式，有全支撐和非全支撐兩種。全支撐曲軸通過額外軸頸提供更好支撐，減輕主軸承壓力；非全支撐曲軸形式更緊湊，但承受負荷可能較大。

還有，曲軸的結構形式影響性能和制造成本。比如一體式和組合式設計，各有優勢。

此外，在制造過程中，對表面精度、配合和位置公差要求嚴格，以保證性能和耐用性。

總之，曲軸結構的設計原理綜合考慮了多種因素，以確保其具備高剛度和強度，能夠承受復雜多變的負載，包括交變載荷和高速旋轉時的慣性力矩，從而實現發動機的高效穩定運轉。