机械零件的工作能力和计算 准则.ppt

、 7 判断零件强度的方法有哪两种 ？ 8 根据接触状态和工作条件不同，零件的 表面强度分为哪三种 ？ 9 依靠表面接触工作的零件，你知道的有哪些？ 10 重型机械中，常见到内接触的零件， 为什么？ 11 疲劳点蚀是如何产生的？ 12 提高零件表面接触强度的措施有哪些？ 思考题： 九江大桥 2007年６月１５日凌晨约５时１０分 一艘佛山籍运沙船“南桂机０３５”行航经３２５国道九江大桥时撞击九江大桥桥墩，造成３２５国道九江大桥约２００米桥面坍塌，初步分析事故导致桥面有４辆汽车坠入江中，７名司乘人员以及２名桥面巡桥工人失踪。 一座百余人历经两年时间建造的桥，在竣工前夕轰然垮塌！123位正在劳作的建桥工人遭飞来横祸,63人逃生，其中22人受伤；已确证47人死于非命，另有十余人仍被压在碎石之下，生还无望。　　这是2007年8月13日下午4时50分左右，发生于湖南省湘西土家族苗族自治州凤凰县古城边的惨烈一幕。　　事故桥系湖南省重点工程——凤大公路路段中的一座公路桥梁。按照规划，这条“旅游黄金大道”应在今年8月底通车，并为湘西州50年州庆“献礼”。 湘西凤凰桥坍塌 第2章 机械零件的工作能力和计算准则 机械零件的工作能力反映了零件的抗失效能力。计算准则是设计机械零件的最基本准则。设计人员的任务：设计出合格的零件，使它具有一定的工作能力，抵抗失效。 重点、难点 主要内容 1.失效： 零件不发生失效时的安全工作限度。 为防止失效而制定的判断条件。 2.工作能力： 3.工作能力计算准则： 机械零件丧失工作能力或达不到设计 者要求的性能。 一、术语 计算准则: 计算量≤ 许用量 不同的失效形式 不同的工作能力 不同的计算准则。 断裂或塑性变形；弹性变形过大； 表面磨损、胶合；打滑；联接松动等。 3、常见失效形式 2.1 载荷与应力的分类 (二 载荷与应力的分类 ) 1. 载荷的分类 2. 应力的分类 图2.2 静应力：r=1 σ t 描述变应力特性的主要参数有： －应力循环特性。 应力分类 不变 稳定变应力--- 其中之一变 非稳定变应力--- 危险截面的最大计算应力（最大应力） 零件工作 —→承受载荷 —→ 载荷欲使零件失效 零件据自身结构、材料 反抗失效 —→反抗失效＞失效 —→解决办法：合理设计 遵循设计准则 三、设计准则 1、刚度准则 刚度：抵抗弹性变形的能力。 机床主轴等弹性变形过大将影响加工精度。 2、寿命准则 实际使用寿命大于或等于预期寿命，L≥[L]。 3、温升准则 Δt≤[Δt] 4、强度准则 强度：零件抵抗断裂、塑变、疲劳破坏的能力。 (1)方法： 1） 或 2） (2.2 机械零件的强度) (2.2.2 静应力强度) 在静应力下工作的零件， 主要失效形式： 塑性变形或断裂。 (2) 静应力强度 强度条件公式为（2.1）或 （2.2） 2.复合应力时的塑性材料零件 根据第三或第四强度理论来确定其强度条件。 强度条件： (2.3) 1.单向应力时的塑性材料零件 (2.4) 复合安全系数： 3.允许少量塑性变形的零件 可根据允许达到一定塑性变形时的载荷进 行强度计算。 2.2.2 静应力强度 4.脆性材料和低塑性材料的零件 公式（2.1）和（2.2）中的极限应力为材料的强度极限。对组织不均匀的材料，在计算时不考虑应力集中。组织均匀的低塑性材料应考虑应力集中。 2.2.3 变应力强度(ch3) 在变应力下工作的零件，其主要失效形式是疲劳断裂。应用（2.1）--(2.4)计算疲劳强度时，其极限应力为疲劳极限。 安全系数的选择原则： 在保证安全、可靠的前提下，尽可能选用较 小的许用安全系数。 安全系数过小，机器可能不够安全；安全系 数过大，在材料、加工、运输等方面不符合经济 原则，且机器笨重。 不同的机器制造部门，常有自己制定的许用应力和许用安全系数的专用规范。 没有规范的可遵循一定原则选用许用安全系数：自学内容P15 。 2.2.4 许用安全系数 2.3 机械零件的表面强度 整体强度 表面强度 静强度 疲劳强度 静应力下的强度 变应力下的强度 表面磨损强度 表面挤压强度 表面接触强度 表面接触应力下的强度 在滑动摩擦下工作的零件 挤压应力下的强度 应力的分布规律： ρ1 ρ2 2.3.1 表面接触强度 表面接触应力： 局部小面积上产生的接触应力 赫兹（1881） b F F 表面疲劳磨损——疲劳点