机械设计2详解.ppt

机械零件的计算准则1 机械零件的主要失效形式1 机械零件的工作能力1 机械零件的工作能力2 机械零件的工作能力3 机械零件的工作能力4 常用材料 热处理 选用材料的基本原则 机械零件变形的基本形式1 机械零件变形的基本形式2 试件断裂 应力集中的概念 等截面直杆受轴向拉伸或压缩时横截面上的应力是均匀分布的。有些零件上有切口、切槽、油孔、螺纹、轴肩等，以至这些部位上截面的尺寸发生突然变化, 应力并不是均匀分布的。 机械零件变形的基本形式3 机械零件变形的基本形式4 机械零件变形的基本形式5 机械零件变形的基本形式6 材料疲劳特性 疲劳曲线 机机械零件的接触强度 结构工艺性 结构工艺性—毛坯 结构工艺性—毛坯 结构工艺性—机械加工 结构工艺性—装配 机械设计中的标准化 载荷1 载荷2 普通碳素结构钢 优质碳素结构钢 合金结构钢 铸造碳钢 灰铸铁 铜合金 铝合金 工程塑料 陶瓷轴承 作业 1. 强度理论的概念 大多数受力零件是复杂应力状态 2. 常用的四种强度理论 最大切应力理论(第三强度理论) 最大切应力是引起材料破坏的主要因素。 3. 弯扭合成强度条件 弯扭合成是机械零件中最常见的一种组合变形，由于多数情况下轴是用塑性材料制成的，所以，一般选用第三或第四强度理论。 机械设计中的标准化 零件标准化： 结构，尺寸，精度，常用零部件。 标准特点： 先进性，规范性，实用性。 标准等级： 国家标准（GB），行业标准（JB、YB、HB）， 国际标准(ISO)。 标准分类： 强制性国家标准，GB××××-×××× 如液化石油气钢瓶GB5842-1986 推荐性国家标准，GB/T××××-×××× 　 强制性标准——与安全性有关 推荐性标准——与经济性有关 参考性标准——与方便有关 　　如果仔细分析，可以发现我们通常说的机械所承受的载荷可以有很多含义。 机械设计中的载荷 　　首先有名义载荷（Fn）（也称为额定载荷），这是通常与机器的原动机相关的载荷，一般经理论力学分析确定的载荷； 　　机器在实际工作时受到一个实际载荷（Fr） ，这一载荷取决于机器的负载（工作阻力），通常是连续的随机变量； 　　由于实际载荷是变化着的，因此存在一个最大载荷（Fmax），最大载荷通常大于名义载荷。 　　那么，在进行设计时应用哪一个载荷来计算呢？ （Fn 、 Fmax ？ ） 在机械设计中，通常运用计算载荷(Fca)进行设计计算。 　　计算载荷并不是实际的载荷，只是人们为了综合考虑各种因素载荷的影响而人为根据设计经验确定的一个载荷。 　　通常认为： Fca=K×Fn 系数K称为载荷系数或工作情况系数（KA) 一般情况下，K≥1。具体的取值与具体零件、具体工况有关。 Fmax Fr Fn Fca F t 机械设计中的载荷 普通碳素结构钢 优质碳素结构钢 合金结构钢 铸造碳钢 灰铸铁 铜合金 铝合金 工程塑料 陶 瓷 轴 承 作 业 2—11 2—13 ：剪切与挤压强度校核计算 ：扭转剪切强度校核计算 简单应力状态下，材料的极限应力一般可通过试验获得 难于用试验方法确定相应的极限应力 复杂应力状态中应力组合的方式有各种可能性 强度理论概述 对材料的破坏现象提出的假说：无论是简单应力状态或是复杂应力状态下，材料的破坏都是同一因素引起的。于是可以利用简单应力状态的试验结果，建立复杂应力状态下的强度条件。这样的一些假说称为强度理论。 强度理论概述 强度理论是研究复杂应力状态下材料破坏的理论。 最大拉应力理论(第一强度理论) 最大拉应力是引起材料破坏的主要因素。 最大伸长线应变理论(第二强度理论) 最大伸长线应变是引起材料破坏的主要因素。 强度理论概述 形状改变比能理论(第四强度理论) 形状改变比能是引起材料破坏的主要因素。 * 机械零件材料及结构强度基础(第1～2章) 目录 作业 机械零件的结构工艺性 机械设计中的标准化 机械零件的常用材料与热处理 材料的疲劳特性 机械零件的接触强度 机械零件变形的基本形式 机械零件的工作能力 机械零件的计算准则 机械设计中的载荷 强度理论概述 机械零件的设计准则 机械零件的设计准则是指为了保证机械零件能满足性能要求，所必须在设计阶段作的分析计算工作。因此，在设计零件时，一般应先分析该零件在工作中可能出现的失效形式。然后，根据这一失效形式的发生机理，确定相应的分析计算方法。通过相应的分析计算，找出防止失效发生的措施。这一过程有时需要我们根据具体情况制定具体的设计计划；有时则已经形成明确的规范要求（即设计准则）。具体的设计准则可有: