文档介绍：机械零件学习指导书第一章机械零件设计和计算基础一、主要内容本章主要介绍了机械设计中的基本问题及其重要意义,如机械设计的基本要求,机械零件的主要失效形式和工作能力的计算准则,经济性、工艺性、标准化、通用化、系列化的重要意义,还着重讨论了机械零件的强度问题以及摩擦、磨损和润滑的基本问题和基本理论。,概括起来讲就是:工作可可靠成本低廉。判定机械零件工作能力的基本准则是:强度、刚度、振动稳定性和工作可靠性等;实现机械零件成本低廉的经济准则是:正确选用材料,合理确定精度等级,具有良好的工艺性、实现标准化、通用化、系列化等。机械零件的主要失效形式有:突然断裂和疲劳断裂,过大的残余变形,零件的各种表面失效,如表面磨损、疲劳点蚀、胶合、塑性变形、腐蚀,等还有靠摩擦力工作的零件的打滑,高温下工作零件的热变形和热应力,以及蠕变,高速旋转零件的共振等。据其不同的失效形式,可以得出机械零件工作能力的基本要求和计算准则,主要是:(1)强度应满足的条件为或式中:——机械零件的静力强度或疲劳强度的基本需用应力;n、nmin-安全系数、最小安全系数;——需用应力。(2)刚度应满足的条件为 y或作用下的抗磨损能力。应力;
式中:y、-机械零件的变形及许用变形量;、-机械零件的变角及许用变形角。(3)耐磨性主要指零件在载荷作用下的抗磨损能力。(4)振动稳定性一般用振幅和频率两个参数来表示。早高速运转的机械中,却动起震动稳定性问题显得十分重要。(5)可靠性至机械或零件在规定的条件下,和预期的试用期内,完成其功能而不发生故障的概率。可靠性是指机械设计中应该考虑的重要问题。,本章只是结合机械零件的强度计算中的问题加以阐述。机械零件在在和作用下产生的应力可以分为体积应力和表面应力量大类。在静应力工作下的机械零件的体积应力主要运用材料力学的强度理论计算公式,而其表面应力主要以表面接触形式出现,运用弹性力学中的赫兹公式计算。在稳定变应力下工作的机械零件,起失效形式是疲劳破坏。本节主要介绍了材料力学中材料的疲劳极限和疲劳曲线,并着重介绍了变应力的极限应力图。材料在不同的循环特性下有不同的疲劳极限,可以用极限应力图表示。常用的是以平均应力为横坐标,应力幅为纵坐标的极限应力图(图1-1)曲线ACB为极限应力曲线,A为对称循环点(0,),C为循环点(),B为静应力点(,0),对塑性材料ACD曲线可以简化为AD,DG。为使工作应力不超过材料屈服极限,G电应在(,0)上,过G点作交AC线于D点。在DG线上的任何一点极限应力为=+,由此可得=-==式中:为等效系数,可以理解为通过将折算为,其数值与材料有关。影响零件疲劳强度的主要因素是:1)应力集中;2)绝对尺寸;3)表面状态。它们分别可以用应力集中系数,尺寸系数,表面质量系数表示。(若为切向应力则以表示)。零件受单向稳定变应力作用时,变应力的应力幅(或)必须计入应力集中系数(或)、尺寸系数(或)和表面质量系数(或)的影响。变应力中的平均应力(或)是不变应力部分