第2章 机械零件设计基础_图文.pptVIP

模锻工艺性 焊接工艺性 热处理工艺性 切削加工工艺性 装配工艺性 结构工艺性 零件的结构应与生产条件、批量大小及尺寸大小相适应 零件造型应简单化 零件的结构应适合进行热处理 零件的结构应保证加工的可能性、方便性和精确性 零件的结构应保证装拆的可能性和方便性 §2.5 机械设计中的标准化 标准化，就是通过对机械零件的种类、尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、设计方法、公差与配合、制图规范等制定出大家共同遵守的标准。 基本特征是统一、简化。 设计出的零件结构应保证不仅能够进行装配与拆卸，而且很方便。标准化是组织现代化大生产的重要手段，也是实行科学管理的重要措施之一。因此，对于机械设计工作来说，标准化的作用是很重要的。 §2.5 机械设计中的标准化 其意义在于： (1)能以最先进的方法在专门化的工厂中对那些用途最广泛的零部件进行大量的、集中的制造，以提高质量，降低成本。 (2)统一了材料和零部件的性能指标，使其能够进行比较，提高了零部件性能的可靠性。 (3)采用了标准结构和标准零部件，可以简化设计工作，缩短设计周期，提高设计质量。 (4)零件的标准化便于互换和机器的维修。 机械行业的三个等级标准： 国家标准(GB) 行业标准(如JB、YB等) 企业标准。 §2.6 机械零件的载荷和应力 载荷：静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷p5 应力：静应力、变应力、变应力的分类、极限应力、许用应力、安全系数、接触应力 一 载荷 载荷根据其性质可分为 静载荷：载荷的大小或方向不随时间变化或变化极缓慢的，如物体重力； 变载荷：载荷大小或方向随时间变化的； 随时间作周期性变化，如内燃机等往复式动力机械的曲轴所受的载荷； 非周期性变化的载荷，如承受车身质量的悬挂弹簧所受的载荷。 计算载荷 名义载荷F：根据原动机或工作机的额定功率计算出的作用于机械零件上的载荷； 计算载荷Fca载荷系数K与名义载荷F的乘积。 Fca＝K×F 2.1 注意：名义载荷是机器在平稳工作条件下作用在机械零件上的载荷，它没有反映载荷的不均匀性及其他影响零件受载的因素。在设计计算时，常用载荷系数K来考虑这些因素的综合影响。 二 应力 应力的分类 变应力 极限应力 影响零件疲劳极限的主要因索 许用应力和安全系数 接触应力 应力的分类 静应力：不随时间而变或随时间缓慢变化的应力；零件在静应力作用下可能产生断裂或塑性变形。 变应力：随时间变化的应力；零件在变应力作用下可能产生疲劳破坏。 注意，大多数机械零部件都是处于变应力状态下工作的。变应力可以由变载荷产生，也可以由静载荷产生，例如，在静载荷作用下的转轴中的应力。 变应力的基本参数 最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm、应力幅σa、循环特征r共5个（而独立的参数只能有2个） 稳定循环变应力 极限应力 极限应力，根据材料性质及应力种类而采用材料的某个应力极限值。 其中：σlim极限应力针对塑性变形的失效为屈服极限σs；针对断裂的失效为强度极限σB，针对疲劳断裂的失效为疲劳极限σr。 疲劳极限 疲劳极限σr（无限寿命疲劳极限），在任一给定循环特征r的条件下，应力循环达到规定的N0次后，材料不发生疲劳破坏时的最大应力。 注意，当材料的硬度小于等于350HBS时，N0=107，当材料的硬度大于350HBS时，N0=25×107。 有限寿命疲劳极限σrN，在任一给定循环特征r的条件下，应力循环N次后，材料不发生疲劳破坏时的最大应力。 注意，N的取值范围是103NN0，当N103时，静强度，当NN0时，N=N0 有限寿命疲劳极限 式中，KN寿命系数，m取决于应力状态和材料的指数，钢材在弯曲事时m＝9、钢材线接触时m＝6 影响零件疲劳极限的主要因索 应力集中对零件疲劳极限的影响 在零件剖面的几何形状突然变化处(如孔、四角、键槽、螺纹等)，局部应力要远远大于名义应力，这种现象称为应力集中 绝对尺寸对零件疲劳极限的影响 零件的绝对尺寸愈大，材料包含的缺陷可能愈多，机械加工后表面冷作硬化层相对越薄，因此零件的疲劳极限愈低 表面状态对零件疲劳极限的影响 因为疲劳裂纹多发生在表面，不同的表面状态（表面质量、强化方法等）对零件的疲劳极限会发生不同的影响 影响零件疲劳极限的主要因索 由试验得知，应力集中、绝对尺寸和表面状态只对应力幅有影响。考虑了这些因素的综合影响后，零件的对称循环弯曲疲劳极限。 许用应力和安全系数 设计零件时，计算应力允许达到的最大值，称为许用应力。常用表示[σ]。 显然，合理地选择许用安全系数是强度计算中的一项重要工作。其值取得过小则不安全，而取得过大又会使机器尺寸增大，质量增加，很不经济。 因此，合理的选择原则是：在保证安全可靠的原则下，尽可能选择较小的安全系数。 接触