机械零件的强度.ppt

潘存云教授研制CD若作用于零件上的应力幅sa及ta如图中M点表示，则图中M’点对应于M点的极限应力。MABOσaσ-1eτaτ-1eD’C’M’计算安全系数：强调代入第一个公式第30页,共56页，星期六，2024年，5月潘存云教授研制将ta′及sa′代入到极限应力关系可得：而是只承受切向应力或法向应力时的计算安全系数。于是求得计算安全系数：说明只要工作应力点M落在极限区域以内，就不会达到极限条件，因而总是安全的。CDOσaσ-1eτaτ-1eABMD’C’M’当零件上所承受的两个变应力均为不对称循环时，有：第31页,共56页，星期六，2024年，5月四、许用安全系数的选取安全系数定得正确与否对零件尺寸有很大影响1）静应力下，塑性材料的零件：[S]=1.2～１.5铸钢件：[S]=1.５～２.5[S]↑典型机械的[S]可通过查表求得。无表可查时，按以下原则取：→零件尺寸大，结构笨重。[S]↓→可能不安全。２）静应力下，脆性材料，如高强度钢或铸铁：[S]=3～43）变应力下，[S]=1.3～1.7材料不均匀，或计算不准时取：[S]=1.7～2.5第32页,共56页，星期六，2024年，5月潘存云教授研制五、提高机械零件疲劳强度的措施▲在综合考虑零件的性能要求和经济性后，采用具有高疲劳强度的材料，并配以适当的热处理和各种表面强化处理。▲适当提高零件的表面质量，特别是提高有应力集中部位的表面加工质量，必要时表面作适当的防护处理。▲尽可能降低零件上的应力集中的影响，是提高零件疲劳强度的首要措施。▲尽可能地减少或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸，对于延长零件的疲劳寿命有着比提高材料性能更为显著的作用。减载槽▲在不可避免地要产生较大应力集中的结构处，可采用减载槽来降低应力集中的作用。第33页,共56页，星期六，2024年，5月潘存云教授研制潘存云教授研制§2－4机械零件的接触强度如齿轮、凸轮、滚动轴承等。B机械零件中各零件之间的力的传递，总是通过两个零件的接触形式来实现的。常见两机械零件的接触形式为点接触或线接触。第34页,共56页，星期六，2024年，5月潘存云教授研制潘存云教授研制若两个零件在受载前是点接触或线接触。受载后，由于变形其接触处为一小面积，通常此面积甚小而表层产生的局部应力却很大，这种应力称为接触应力。这时零件强度称为接触强度。FFρ2O2ρ1O1ρ2O2ρ1O1FFω22bsHω1变形量B接触失效形式常表现为：疲劳点蚀后果：减少了接触面积、损坏了零件的光滑表面、降低了承载能力、引起振动和噪音。初始疲劳裂纹初始疲劳裂纹裂纹的扩展与断裂油金属剥落出现小坑机械零件的接触应力通常是随时间作周期性变化的，在载荷重复作用下，首先在表层内约20μm处产生初始疲劳裂纹，然后裂纹逐渐扩展(润滑油被挤迸裂纹中将产生高压，使裂纹加快扩展，终于使表层金属呈小片状剥落下来，而在零件表面形成一些小坑，这种现象称为渡劳点蚀。第35页,共56页，星期六，2024年，5月潘存云教授研制潘存云教授研制b由弹性力学可知，应力为：对于钢或铸铁取泊松比：μ1=μ2=μ=0.3,则有简化公式。上述公式称为赫兹(H·Hertz)公式“+”用于外接触，“-”用于内接触。σHσHρ2ρ1Fnρ1Fnbρ2σHσH第36页,共56页，星期六，2024年，5月潘存云教授研制σH-------最大接触应力或赫兹应力;b-------接触长度;Fn-------作用在圆柱体上的载荷;-----综合曲率半径;-----综合弹性模量;E1、E2分别为两圆柱体的弹性模量。接触疲劳强度的判定条件为：bFn第37页,共56页，星期六，2024年，5月§2-5机械设计中的摩擦、磨损和润滑摩擦学----研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损和润滑，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘学科。▲摩擦--相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象；▲磨损--由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移；▲润滑--减轻摩擦和磨损所应采取的措施。