机械设计(第2.3章).pptVIP

第２章机械零件的工作能力和计算准那么;机械零件的主要失效形式和设计计算准那么;3;1、强度准那么;3、耐磨性准那么;：可靠度——表示零件在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率;机械零件的设计方法

1、理论设计

1〕根据使用要求，选择零件的类型和结构。

2〕根据机器的工作要求，计算作用在零件上的载荷。

名义载荷〔F、P、T〕：力学公式计算出的载荷。

但：由于载荷作用的不平稳性、分布的不均匀性等

因素，实际载荷大于名义载荷。——载荷系数K

∴计算载荷(Fc、Pc、Tc)=载荷系数×名义载荷

3〕选择适当的材料。

4〕根据零件工作能力准那么，确定零件的主要尺寸

两种计算方法：

a〕设计计算：直接求出危险截面尺寸A。;b〕校核计算：其他方法初步设计→验算。

5〕画零件图。

2、经验设计

根据经验关系式，用类比的方法所进行的设计。

如：箱体、传动件个各结构要素等

3、模型实验设计

把初步设计的零、部件或机器作成小模型或小尺寸样机

进行实验。

如：飞机、桥梁的风洞实验。;§2—1载荷与应力的分类;静应力：应力的大小和方向不随时间而变化或变化缓慢的应力。零件相应的失效形式为塑性变形或断裂。;2、稳定循环变应力的根本参数和种类;变应力;注意：静应力只能由静载荷产生，而变应力可能由变载荷产生，也可能由静载荷产生;§2—2静应力时机械零件的强度计算;一、单向应力下的塑性零件;复合应力计算平安系数为：;

按第一强度条件：

〔最大主应力理论〕

注意：低塑性材料〔低温回火的高强度钢〕

—强度计算应计入应力集中的影响

脆性材料〔铸铁〕

—强度计算不考虑应力集中

一般工作期内应力变化次数103〔104〕按静应力强度计算;;§2-３机械零件的接触强度;b)两球接触;3〕同样的ρ1、ρ2下，内接触时较小，σHmax较小，约为外接触时的48%，∴重载情况下，采用内接触，有利于提高承载能力或降低接触副的尺寸。;4，讨论疲劳点蚀现象;点蚀的形成和润滑油存在密切关??;;3、提高接触疲劳强度的措施

1〕控制最大接触应力

2〕提高接触外表硬度，改善外表加工质量

3〕增大综合曲率半径ρΣ

4〕改外接触为内接触，点接触→线接触

5〕采用高粘度润滑油;1、失效形式：疲劳〔破坏〕〔断裂〕

2、疲劳破坏特征：

1〕断裂过程：①产生初始裂纹〔应力较大处〕

②裂纹尖端在切应力作用下，反复扩

展，直至产生疲劳裂纹。

2〕断裂面：①光滑区〔疲劳开展区〕

②粗糙区〔脆性断裂区〕

3〕无明显塑性变形的脆性突然断裂

4〕破坏时的应力〔疲劳极限〕远小于材料的屈服极限;二、材料的疲劳曲线和极限应力图;;——寿命系数;③应力循环特性越大，材料的疲劳极限与持久极限越大，对零件强度越有利。

对称循环〔应力循环特性=-1〕最不利;对称极限点

强度极限点

脉动疲劳极限点

屈服极限点

简化极限应力线图：——简化极限应力图

作法：考虑材料的最大应力不超过疲劳极限，得

及延长线

考虑塑性材料的最大应力不超过屈服极限，得;如图A′B——脆性材料所示，塑性材料类似，曲线上的点对应着不同应力循环特性下的材料疲劳极限;上各点：如果不会疲劳破坏

上各点：如果不会屈服破坏;由于实际机械零件与标准试件之间在绝对尺寸、外表状态、应