机械零件的工作能力和计算准则(共16张PPT).pptx

机械零件的工作能力和计算准则 · 关效： 零部件不能满足工作要求称为失效 整体断裂：拉，压，弯，扭 过大的残余应力：加工，热处理 零件表面的破坏：点蚀、磨损，热处理 破坏正常工作条件引起的失效：打滑、胶合、共振; ·工作能力：不发生失效时的工作限度 ·计算(设计)准则： (要满足的条件) 一 ○强度准则：σ≤[σ]或t≤[t]; [σ]= 或 [t]=t min/s 一○刚度准则： y≤[y] 或θ≤[θ] φ≤[φ] 一 O 耐磨性准则：验算压强： p [p], 单位接触面上单位 时间产生摩擦功不太大，控制p v≤[p v] 一○可靠性准则：按传统强度设计方法设计零件，由于材料 强度，外载荷和加工尺寸等存在离散性，有可能出现达不 到预定工作时间而失效的情况。希望将出现这种失效情况 的概率控制在一定程度之内，这就对零件提出可靠性要求。 一○可靠度：机器或零件在一定工作环境下，在规定的使用期 限内连续工作的概率。; 2.1 载荷和应力的分类 — 载荷是机械设计中的重要参数，是重要的设计目标之一，也是造成失效的重要原 因 —2.1.1载荷分类 静载荷：不随时间变化的载荷 一 动载荷：随时间变化(周期或非周期、大小、方向、位置)的载荷 一 名义载荷：根据额定功率用力学公式计算出作用在零件上的载荷 (F、P、T) 一 计算载荷：考虑原动机、工作机、零件受力不均匀等因素影响而设计出的载荷 一 Fc=KF,Pc=KP,Tc=KT(K 参见P12) · 2.1.2应力分类 (载荷无法衡量工作极限，需要用应力，见 P12) 一 静应力：只能由静载荷产生 一变应力对称循环 脉动循环 可以变载荷产生也可以由静载荷产生(P13) 非对称循环 ) 一应力循环特性r:最小与最大应力之比 一变应力的描述：用 max,Cmin,Gm,Ca, r五个参数中的任意两个来描述; 0 a? b) 静应力 非对称循环应力 0m=dnax =Omin Ω=0 Y=+1 ; · 2.2.1 两种判断零件强度的方法 一应力法 · σ≤[σ]=σ /[s。],t≤[t]=t lim /[S? ], -安全系数法 -S 。=σlm/σ≥[s 。],S.=t iim/t ≥[S.], 2.2.2静应力强度 一失效形式：塑性变形或断裂 一 单向应力时极限应力采用屈服极限σs, r s - 复合应力时的塑性材料 ( tmax是破坏主因按第三、强度理论，单位体 积塑性变形是破坏主因用第四强度理论，公式见P14 ) -脆性材料极限应力采用强度极限σg,Tg · 2.2.3变应力强度 (主要破坏形式是疲劳，见下章); 一根据工作情况选择，在保证安全可靠的情况下，尽可能小(具体P15) · 2.2.5 提高机械零件强度的措施 (材料、截面积及结构等方法，结构见P16); · 2.3机械零件的表面强度 一在零件整体没出现断裂、塑性变形等情况下，零件表面也可能出现破坏失效，这种失效由表面强度 确定 - 表面强度分：①表面接触强度；②表面挤压强度；③表面磨损强度； · 2 .3.1 表面接触强度 一产生原因：力作用点、接触面接触不均匀及塑性变形造成接触面局部应力较大 ( P19 图) 一 计算：赫兹公式 (P19, 理解，并理解课本上的两个例题) 一 失效形式： · 静载荷：脆性材料的表面压碎和塑性材料的表面塑性变形 · 循环接触：表面疲劳磨损(疲劳点蚀),产生原因及过程见P20 一 强度指标(极限应力) ·静载荷：最大许用接触应力0ma x≤[0]max · 循环接触：接触疲劳极限(在规定的应力循环次数下材料 不发生点蚀现象的极限应力) ( )Hmax≤[σ] · 2.3.2提高表面接触强度的主要措施 -—增大接触表面的综合曲率半径，以降低接触应力(赫兹公式) 一 将外接触改为内接触，将点接触改为线接触，降低接触应力(课本上例子) 一 提高表面质量，使接触面更均匀，降低接触应力，同时减少缺陷，避免发生应力集中 一 提高表面硬度，延缓点蚀 一 采用黏度高的润滑油，减轻油挤入裂纹，形成油压; 一提高表面硬度，降低表面粗糙度 一采用有效的润滑剂和润滑方法 一 防尘、防高温 · 2.4 机械零件的刚度 ——刚度：在载荷作