第2章-机械零件的强度与耐磨性.pptVIP

一、 润滑剂 作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。 分类 液体润滑剂----润滑油 半固体润滑剂----润滑脂 固体润滑剂 1. 润滑油 矿物油来源充足、成本低廉、稳定性好、因而应用最广。 种类： 气体润滑剂----空气 有机油----动、植物油 矿物油----石油产品， 化学合成油 润滑 2. 润滑脂 润滑油与各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属皂）混合稠化而成。 优点：密封简单、不需要经常添加、不易流失；对速度和温度不敏感，适用范围广。缺点：摩擦损耗较大、机械效率低，不适宜高速场合。 润滑脂的种类： 钠基润滑脂 锂基润滑脂 铝基润滑脂 钙基润滑脂 分类 ----工程上应用最广 3. 固体润滑剂 聚氟乙烯树脂 用于润滑油不能胜任工作的场合：高温、低速重载。如钻井 石墨 二流化钼（MoS2） ---性能稳定、t 350 ℃才开始氧化， 可在水中工作。 -----摩擦系数低，使用温度范围广 (-60~300 ℃)，但遇水性能下降。 -----摩擦系数低，只有石墨的一半。 使用方式： 1.调和在润滑油中； 2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜； 3.混入金属或塑料粉末中烧结成型。 油性添加剂 种类 添加剂----为了改善润滑剂品质和性能而添加的物质。 二、添加剂 作用----提高油性、极压性、延长使用寿命、改善性能。 极压添加剂 分散净化剂 消泡添加剂 抗氧化添加剂 降凝剂 增粘剂 非极压油 软化温度t/℃ 摩擦系数 f 含脂肪酸和极压添加剂的油 含脂肪酸的油 含极压添加剂的油 极压添加剂：能和接触的金属表面起反应形成高熔点无机薄膜，以防止在高负荷下发生熔结、卡咬、划痕或刮伤的添加剂。 水溶和油容两种极压添加剂。 * * * 第2章 机械零件的强度与耐磨性 断裂、磨损和腐蚀是机械零件最主要失效形式。 机器工作过程中缓慢进行的。 突发性，导致严重事故。 工业界最关注的问题。 发生断裂的原因：工作载荷过大、材料的低温脆性、应力集中、腐蚀和疲劳。 占断裂失效80%的概率 ｛ 变应力 静应力 ｛ 塑性材料 脆性材料 疲劳极限 拉杆强度条件： 提高强度? 2.应力分类 静应力——不随时间变化或变化缓慢 变应力——随时间变化 静应力只能由静载荷产生，变应力可能由变载荷或静载荷产生 a σ 0 t t 0 σ a σ t §2-1 机械零件的疲劳强度计算 一、机械零件的载荷 名义载荷(公称载荷):Fn, Tn , Mn (未考虑工况变化使零件受到的附加载荷，如速度变化引起的惯性力) 计算载荷： —载荷系数 载荷变化大，K 大。 材料疲劳的两种类别 材料的疲劳特性 交变应力的描述 sm─平均应力； sa─应力幅值 smax─最大应力； smin─最小应力 r ─应力比（循环特性） 描述规律性的交变应力可有5个参数，但其中只有两个参数是独立的。 r = -1　对称循环应力 r=0　脉动循环应力 r=1　静应力 材料的疲劳强度 疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。 实际上，金属材料并不可能作无限多次交变载荷试验。 历史背景：1954 年，世界上第一款商业客机Havilland Comet 发生坠毁事故。 二、疲劳曲线（σrN—N）——标准试样疲劳试验 · · · · · · N N 试样破坏 时达到的 循环次数 ？ 循环基数 A B C D 静应力 低周疲劳 有限寿命 无限寿命 N N · 当 当 有限寿命 疲劳极限 无限寿命 疲劳极限 N m的取值与应力性质、零件形状、材料和热处理等因素有关； 取值范围6～9之间； 如钢，硬度=350HBS, 硬度350HBS, 关于疲劳曲线方程的几点说明： 1）计算KN时，如 N ≥N0 ，则取 N＝N0 2）工程中常用的是对称循环应力（r=-1）下的疲劳极限，计算时，只须把σr和σrN换成σ-1和σ-1N 即可 注意： 3）对于受切应力的情况，则只需将各式中的σ换成τ即可 4）当N ＜（103～104）时，因 N 较小，可按静强度计算 s－N 疲劳曲线 5）材料常数m 6）循环基数N0→ ND（106～25×107） m=6～20 N0=（1～10）106 m=9 N0=5×106（小尺寸） N0=107 （大尺寸） 裂纹源区 综合影响系数 *只降低极限应力幅,不影响平均应力 三、影响零件疲劳强度的因素 考虑应力集中 考虑尺寸效应 考虑表面质量 四、提高零件疲劳强度的措施 1、降低应力集中 2、提高表面质量 喷丸 采用减载槽来降低应力集中的作用。 3、采用热处理强化工艺 表面渗碳、渗氮 4、采用高强度材料——碳纤维