機械零件設計概論

機械零件的接觸強度機械設計概論

機械制造常用材料及選擇

機械零件的強度

機械零件的工藝性及標準化第二章機械設計概論

常用機械設計方法2.1概述

機械設計應滿足的要求在滿足預期功能的前提下，性能好、效率高、成本低，在預定使用期限內安全可靠，操作方便、維修簡單和造型美觀等。

機械零件的失效機械零件由于某種原因不能正常工作時，稱為失效工作能力不發生失效的條件下，零件所能安全工作的限度。通常此限度是對載荷而言，所以習慣上又稱為：承載能力

零件的失效形式斷裂或塑性變形過大的彈性變形工作表面的過度磨損或損傷發生強烈的振動；聯接的松弛摩擦傳動的打滑等強度、剛度、耐磨性、振動穩定性、溫度等原因

失效原因強度條件：計算應力<許用應力；剛度條件：變形量<許用變形量；

防止失效的判定條件計算量<許用量工作能力計算準則機械零件設計的步驟1)擬定零件的計算簡圖2)確定作用在零件上的載荷3)選擇合適的材料4)根據零件可能出現的失效形式，選用相應的判定條件，確定零件的形狀5)繪制工作圖并標注必要的技術條件2.2機械零件的強度基本概念名義載荷在理想的平穩工作條件下作用在零件上的載荷名義應力按名義載荷計算所得之應力載荷系數K考慮各種附加載荷因素的影響計算載荷載荷系數與名義載荷的乘積計算應力按計算載荷計算所得之應力2.2.1載荷和應力的分類otσ

σ=常數靜應力:

σ=常數變應力:

σ隨時間變化平均應力:應力幅:σmax變應力的循環特性:脈動循環變應力對稱循環變應力-10+1靜應力一、應力的種類σmax脈動循環變應力r=0σmTσmaxσminσaσaσm循環變應力otσσmaxσminσaσa對稱循環變應力r=-1otσotσσaσaσminr=+12.2.3靜應力下的許用應力靜應力下，零件材料的破壞形式：斷裂或塑性變形2.2.2強度判定條件一、應力的種類脆性材料：取強度極限σB作為極限應力,許用應力為：2.2.4變應力下的許用應力變應力下，零件的損壞形式是疲勞斷裂。疲勞斷裂具有以下特征：

1)疲勞斷裂的最大應力遠比靜應力下材料的強度極限低，甚至比屈服極限低；2)疲勞斷口均表現為無明顯塑性變形的脆性突然斷裂；3)疲勞斷裂是微觀損傷積累到一定程度的結果。塑性材料，取屈服極限σS

作為極限應力,許用應力為：2、疲勞曲線NOσσ-1N0σ-1NN由圖可知：應力越小，試件能經受的循環次數就越多。試驗表明，當N>N0以后，曲線趨于水平，可認為在無限次循環時試件將不會斷裂。應力σ與應力循環次數N之間的關系曲線稱為：疲勞曲線當N>N0時,試件將不會斷裂。N0——循環基數N0對應的應力稱為：疲勞極限1、疲勞極限在某一循環特性r下，材料經過N次循環而不發生破壞的最大應力值當N<N0時,有近似公式：對應于N的彎曲疲勞極限：用σ-1表示材料在對稱循環應力下的彎曲疲勞極限。3、許用應力在變應力，應取材料的疲勞極限作為極限應力。同時還應考慮零件的切口和溝槽等截面突變、絕對尺寸和表面狀態等影晌，為此引人應力集中系數kσ、尺寸系數εσ和表面狀態系數β等。當應力是對稱循環變化時，許用應力為：當應力是脈動