文档介绍：机械设计力学基础
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载荷和应力
机械零部件的工作能力
工作能力
需求
强度、刚度
耐磨性
振动稳定性
……
以传动为主的零件一般要求有一定的强度和刚度，即在工作负荷下不发机械设计力学基础
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载荷和应力
机械零部件的工作能力
工作能力
需求
强度、刚度
耐磨性
振动稳定性
……
以传动为主的零件一般要求有一定的强度和刚度，即在工作负荷下不发生破坏和过大的变形；具有相对运动并传力的零件需要有较好的耐磨性；而高速转动的零件则要具有较高的振动稳定性。
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机械零件的强度
静强度 疲劳强度
按工作条件分
整体强度 表面强度
按破坏部位和破坏形式分
强度反映机械零件承受载荷时抵抗破坏的能力
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载荷
静载荷 变载荷
周期性变载荷 非周期性变载荷
名义载荷 计算载荷
额定功率或名义功率
引入载荷系数K
计算载荷=K*名义载荷
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应力 P113
（a）对称循环 (b)脉动循环 (c)非对称循环
静应力 r=1
静应力 变应力
循环特性系数
r=-1 r=0 -1<r<1
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强度极限 屈服极限 疲劳极限
极限应力
脆性破坏，断裂
塑性变形
疲劳破坏
工作应力：按照材料力学的基本公式求出的、作用在零件剖面上的应力
计算应力：零件危险剖面上呈复杂应力状态时，按照某一强度理论求出、与单向应力等效的应力。
工作应力 计算应力
按照强度准则设计机械零件时，根据材料性质及应力种类而采用材料的某个应力极限值。
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P114
疲劳破坏应力
循环次数
有限寿命疲劳极限
工程上常用对称循环 r=-1 的应力极限值
和 作为材料的疲劳极限
N0 循环基数，对应的 和 称为 疲劳极限
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影响疲劳 极限的因素
零件的对称循环疲劳极限应力
P115
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（许用)安全系数
安全系数的采取原则： 在保证安全的可靠的前提下，尽可能选择较小的安全系数
许用应力：计算应力允许达到的最大值。在实现条件下找出极限应力值，在现场情况下，考虑各方面的影响，加一个安全系数。
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整体强度
零件受载时在本体内产生应力为整体强度问题，整体强度的形式有拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切
零件受载时，在传力的接触表面上产生应力，引起表面强度问题。
表面强度
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接触应力：是在两个零件通过点接触或线接触传递载荷时，在接触部位产生弹性变形，同时产生的很大的应力。
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弹性力学中的赫兹Hertz公式
------作用在圆柱体上的压力，N
------接触线长度，mm
------综合曲率半径
------两圆柱体材料的泊松比
------材料弹性系数，E1 E2 圆柱体材
料的弹性模量
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机械零部件失效形式与设计准则
失效形式及对策
机械零部件由于某种原因丧失工作能力而不能正常工作时称为失效。
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采用的对策
1. 控制零件尺寸 2. 合理选择材料和热处理方式 3. 合理设计机构 4. 合理使用和维护
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1. 控制零件尺寸
按强度、刚度等工作能力准则计算零件尺寸，使在满足工作要求条件下尺寸尽量紧凑。
1）校验计算
2）设计计算
3）计算承载力
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2. 合理选择材料和热处理
从考虑强度出发选择强度极限高的材料
同样尺寸的零件可以承受更大载荷而不被破坏
从考虑刚度出发选择弹性模