文档介绍：6-1 机械零件的工作能力准则
6-2 许用应力和安全系数
6-3 常用材料及其选择
第6章机械零件设计和计算概论
一、机械零件常见失效形式
二、强度准则
三、刚度准则
四、耐磨性准则
五、振动稳定性准则
6-1 机械零件的工作能力准则
失效:丧失工作能力或达不到设计要求的性能,不仅仅指破坏
常见主要失效形式有:
断裂:如轴、齿轮轮齿发生断裂
表面点蚀:工作表面片状剥落
塑性变形:零件发生永久性变形
过大弹性变形
表面破坏
过大振动和噪声、过热等
例如轴可能的失效形式:
断裂、塑性变形、过大弹性变形
强度问题
刚度问题
耐磨性问题
F
n
一、机械零件常见失效形式
机械零件工作能力的最基本准则
强度:材料抵抗断裂或残余变形的能力
强度准则:工作应力≤许用应力
σ≤[σ] 或τ≤[τ]
针对失效形式:断裂、疲劳破坏、残余变形
典型零部件:轴、齿轮、带轮等
正应力:
切应力:
极限应力
1、强度准则
外力使零件变形, 其中引起塑性变形的外力作的功
以零件内部材料变形而存贮在零件内。当外力消除
以后,应力不均匀的能量要施放出来,引起了零件缓
慢地变形, 即残余应力作功,使原有加工精度逐渐丧
失,直到能量全部施放出来为止, 变形结束。
残余变形:
刚度:材料抵抗弹性变形的能力
刚度准则:实际变形量≤许用变形量
弯曲刚度:挠度条件: y ≤[y]
倾角条件:θ≤[θ]
扭曲刚度:扭角条件:j ≤[j]
针对失效形式:过大的弹性变形
典型零部件:轴、蜗杆等
2、刚度准则
耐磨性:零件抗磨损的能力
磨损是相当复杂的物理化学过程
影响磨损的因素包括载荷的大小和性质、滑动速度、润滑剂的化学性质和物理性质等
具体有:磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损、微动磨损
针对失效形式:零件表面破坏
典型零部件:齿轮、轴承、链等
3、耐磨性准则
共振:当机器的自振频率与周期性干扰力变化频率相同或整数倍时,就会发生共振,此时振幅急剧增大,导致零件破坏或机器工作条件失常等
振动稳定性:机器工作时振幅不能超过许可值
针对失效形式:共振产生的工作失常
典型零部件:轴等
4、振动稳定性准则
一、载荷
二、应力
三、极限应力
四、许用应力和安全系数
6-3 许用应力和安全系数
载荷:作用于零件上的力或力矩
工作载荷:机器正常工作时所受的实际载荷
名义载荷:理想工作条件下的载荷
计算载荷:作用于零件的实际载荷,考虑各种附加载荷
计算载荷=K ×名义载荷
载荷系数
一、载荷