文档介绍：洛阳高专用机械零件设计概论§9-1 机械零件设计概论§9-2 机械零件的强度§9-3 机械零件的接触强度§9-4 机械零件的耐磨性§9-5 机械制造常用材料及其选择§9-6 公差与配合、表面粗糙度和优先数系§9-7 机械零件的工艺性及标准化洛阳高专用§9-1 机械零件设计概论机械设计应满足的要求: 在满足预期功能的前提下, 性能好、效率高、成本低, 在预定使用期限内安全可靠,操作方便、维修简单和造型美观等。机械零件的失效: 机械零件曲于某种原因不能正常工作时,称为失效。工作能力---- 在不发生失效的条件下,零件所能安全工作的限度。通常此限度是对载荷而言,所以****惯上又称为: 承载能力。零件的失效形式: 断裂或塑性变形; 过大的弹性变形; 工作表面的过度磨损或损伤; 发生强烈的振动;联接的松弛; 摩擦传动的打滑等。如轴、齿轮、轴瓦、轴颈、螺栓、带传动等。机械零件虽然有多种可能的失效形式,归纳起来最主要的为洛阳高专用对于各种不同的失效形式,也各有相应的工作能力判定条件强度条件: 计算应力<许用应力; 机械零件设计的步骤: 1)拟定零件的计算简图; 5) 绘制工作图并标注必要的技术条件。防止失效的判定条件是: 计算量<许用量---- 工作能力计算准则。 2) 确定作用在零件上的载荷; 3) 选择合适的材料; 4) 根据零件可能出现的失效形式,选用相应的判定条件,确定零件的形状; 注意,零件尺寸的计算值一般并不是最终采用的数值,设计者还要根据制造零件的工艺要求和标谁、规格加以圆整失效原因: 强度、刚度、耐磨性、振动稳定性、温度等原因。刚度条件: 变形量<许用变形量; 洛阳高专用载荷系数 K---- 考虑各种附加载荷因素的影响。名义载荷----- 在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。§9-2 机械零件的强度计算载荷----- 载荷系数与名义载荷的乘积。计算应力----- 按名义载荷计算所得之应力: 名义应力----- 按名义载荷计算所得之应力。强度判定条件: 其中?????][ ][????σ、τ[σ]=、[τ] ----- 许用应力 S ----- 安全系数σ lim、τ lim ----- 极限应力,由实验方法测定。?????????S S lim lim][ ][????然而在机器运转时,零件还会受到各种附加载荷,通常用引入洛阳高专用一、应力的种类 ot σσ=常数σ max 脉动循环变应力 r =0 σ m 静应力: σ=常数变应力: σ随时间变化 2 min max????? m平均应力: 2 min max????? a应力幅: Tσ max σ min σ aσ aσ m循环变应力 ot σ变应力的循环特性: max min???rσ max σ minσ aσ a对称循环变应力 r =-1 ot σ---- 脉动循环变应力---- 对称循环变应力 -1 = 0 +1 ---- 静应力 ot σσ aσ aσ min r =+1 静应力是变应力的特例洛阳高专用二、静应力下的许用应力静应力下,零件材料的破坏形式: 断裂或塑性变形塑性材料,取屈服极限σ S 作为极限应力,许用应力为: 脆性材料:取强度极限σ B 作为极限应力,许用应力为: S s???][S B???][三、变应力下的许用应力变应力下,零件的损坏形式是疲劳断裂。疲劳断裂具有以下特征: 1)疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低,甚至比屈服极限低; 2)疲劳断口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂; 3) 疲劳断裂是微观损伤积累到一定程度的结果。它的初期现象是在零件表面或表层形成微裂纹,这种微裂纹随着应力循环次数的增加而逐渐扩展,直至余下的未断裂的截面积不足以承受外载荷时,就突然断裂。疲劳断裂不同于一般静力断裂,它是损伤到一定程度后,即裂纹扩展到一定程度后,才发生的突然断裂。所以疲劳断裂是与应力循环次数(即使用期限或寿命)有关的断裂。不管脆性材料或塑性材料, 洛阳高专用 1、疲劳曲线 N O σσ-1N 0σ-1NN 由图可知:应力越小,试件能经受的循环次数就越多。试验表明,当 N>N 0以后,曲线趋于水平,可认为在无限次循环时试件将不会断裂。应力σ与应力循环次数 N 之间的关系曲线称为: 疲劳曲线当N>N 0 时,试件将不会断裂。 N 0 ---- 循环基数 N 0 对应的应力称为: CNN m mN????011??当N<N 0 时, 有近似公式: 对应于 N 的弯曲疲劳极限: 疲劳极限用σ-1表示材料在对称循环应力下的弯曲疲劳极限。 m NN N 011?????洛阳高专用 2、许用应力在变应力,应取材料的疲劳极限作为极限应力。同时还应考虑零件的切口和沟槽等截面突变、