1-第1章机械零件设计基础知识--最终版幻灯片.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 1-6 规律性非稳定变应力下零件强度计算 二、材料疲劳强度计算 二、规律性非稳定变应力下材料疲劳强度计算(r=-1) 1、等效循环次数Nv与条件疲劳限σ-1Nv σi 对应的 N i : 代入Miner方程： （损伤极限状态） 损伤等效: 未损伤状态: ?j ?i ?2 ?1 n1 A B C σ-1 N2 N1 Ni N0 n2 ni nj N Nv 2、安全系数计算 1-6 规律性非稳定变应力下零件强度计算 二、材料疲劳强度计算 对应Nv条件疲劳极限: 等效循环次数Nv: ?j ?i ?2 ?1 n1 A B C σ-1 N2 N1 Ni N0 n2 ni nj N Nv 三、规律性非稳定应力下零件疲劳强度计算 1-6 规律性非稳定变应力下零件强度计算 三、零件疲劳强度计算 零件安全系数： 非稳定问题的处理思路：对称化、稳定化 双向变应力：交变正应力和剪应力同时作用 双向变应力下零件极限应力图AM’B 1-7 双向变应力下零件疲劳强度计算 一、双向变应力极限应力线图 一、双向变应力极限应力线图 A B O ) ( 1 1 c ra c ra M - - t t s s ， 二、双向变应力下零件安全系数 1-7 双向变应力下零件疲劳强度计算 二、双向变应力下零件安全系数 A B O ) ( 1 1 c ra c ra M - - t t s s ， 1-7 双向变应力下零件疲劳强度计算 二、双向变应力下零件安全系数 二、双向变应力下零件安全系数 二、双向变应力下零件安全系数 1-7 双向变应力下零件疲劳强度计算 二、双向变应力下零件安全系数 小结：双向变应力转化为单向变应力； 非对称循环转化为对称循环； 1、安全系数的定义 机械零件强度计算小结： 2、静强度安全系数计算 3、疲劳强度安全系数计算： 对称循环变应力计算为基础： 非对称循环变应力—对称化 非稳定变应力—稳定化 双向变应力—单向化 应力集中说明 返回 σL实 σL名 M M 应力集中区 尺寸效应 D σmax d σ临界 危险区宽 危险区宽 返回 曲轴整体断裂实况 返回 疲劳断口 断口对 断口放大 断口放大 返回 疲劳断口：断口对（断口两侧） 返回 疲劳断口 疲劳断裂：曲轴疲劳断裂断口特征 返回 裂纹源区 疲劳扩展区 最终瞬断区 内部缺陷引起疲劳断轴：初始裂纹起源于轴内部，裂纹由内至外扩展 裂纹源区 扩展区 瞬断区 裂纹扩展方向 返回 冷胶合：低速重载，接触零件挤压粘着，相对运动撕裂。 返回 疲劳断裂：键槽应力集中导致齿轮轴疲劳断裂 键槽 初始裂纹源 裂纹扩展区 最终瞬断区 返回 综合失效：齿面磨损、断齿、疲劳断轴 返回 塑性变形：轮齿塑性变形 返回 轮齿塑性变形 过载断裂：齿轮轮齿整体断裂 返回 轮齿整体断裂 热胶合：润滑不良引起的齿面高温粘着 返回 齿面胶合 塑性变形：齿轮轮齿整体塑变 返回 点蚀：软齿面齿轮齿面点蚀 返回 齿面点蚀 磨损失效：齿轮齿面严重磨损 返回 锥齿轮齿面磨损 圆柱齿轮齿面磨损 功能失效：螺栓联接被连接件之间相对滑移 被联件间相对滑移 返回 功能失效：螺栓联接被连接件之间相对滑移 被联件间相对滑移 过载断裂：被联件拉断 返回 过载断裂：轧钢机压下螺旋螺旋断牙 返回 丝杠断牙部位 丝杠断牙局部放大 * * * * * 第 1 章 机械零件设计基础知识 主讲教师：巩云鹏 东北大学国家工科机械基础课程教学基地 1-1 零件的失效形式与设计准则 一、机械零件设计步骤 一、机械零件设计步骤 确定零件上的载荷 选择材料、热处理方式 分析失效形式、设计准则、确定形状和主要尺寸 按工艺、标准、规范要求，设计尺寸、绘图、说明书 建立计算模型 拟定零件的计算简图 仿真优化、修改设计、工程试验 F 二、失效概念 1-1 零件的失效形式与设计准则 二、失效的概念 例:齿轮轴断裂—失效 规定使用条件下 规定的寿命期限内 不能完成 规定功能 失效 零件 1-1 零件的失效形式与设计准则 三、失效形式 三、失效形式 1、整体断裂 过载断裂 疲劳断裂 2、表面破坏 磨损 冷胶合 点蚀 塑性变形 4、功能失效 3、变形过大 胶合 5、过大振动 过大弹变 热胶合 1-1 零件的失效形式与设计准则 三、失效形式 1、整体断裂 (2) 疲