机械零件设计概论（第6版）分析ppt课件.ppt

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1、第9章机械零件设计概论§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直齿轮组装传动零件轴系零件联接零件附件机架§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。凯迪拉客登攀者§9－1机械零件设计概论机械零件的失效：机械零件由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

2、是对载荷而言，所以习惯上又称为：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例:齿轮轴断裂—失效轧钢机压下螺旋丝杠断牙宏观丝杠断牙部位丝杠断牙局部放大螺栓联接滑移被联接件断裂被联件相对滑移被联件拉断热胶合：润滑不良引起的齿面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

3、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;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；注意:1、通过设计计算出的零件尺寸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准、规格将某些计算值加以圆整。2、在一般机器设计中，只有一部分关键零件是通过计算确定其形状和尺寸的，而其余的零件则仅根据工艺要求和结构要求进行设计；3、设计工作是一个反复进行的过程，经过多次修改方案，改变设计参数，才能得到比较合理的结果。分析处理问题的思

4、路：∵（任务）设计零件→*受力分析（*载荷及应力分析←功用、*工作原理）↓*失效形式（*主要失效形式←分类）*计算准则（公式建立的依据）↓强度计算（*设计方法→先定主参数*←*许用应力↓←材料）结构设计（尺寸及绘图←结构特点、标准）①②③④⑤⑥⑦⑧↓∴(抓住)计算准则∴学习贯穿一条线：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：σ、τ[σ]=、[τ]---

5、--许用正，切应力S-----安全系数σlim、τlim-----极限应力，由实验方法测定。然而在机器运转时，零件还会受到各种附加载荷，通常用引入一、应力的种类otσσ=常数σmax脉动循环变应力r=0σm静应力:σ=常数变应力:σ随时间变化平均应力:应力幅:Tσmaxσminσaσaσm循环变应力otσ变应力的循环特性:σmaxσminσaσa对称循环变应力r=-1otσ----脉动循环变应力----对称循环变应力-1=0+1----静应力otσσaσaσminr=+1静应力是变应力的特例应力与载荷：：应力(MPa=N/mm2)F：载荷(N)A：受力面积(m2)静载荷—离心水泵

6、、皮带运输机、恒定压力的压力容器等。变载荷—石油钻杆、抽油杆、井架、汽车底盘等静载荷→通常产生静应力变载荷→产生变应力注意：正确分析应力特性举例：静载荷拉杆静载荷→也可能产生变应力如转轴中弯曲应力(对称循环)齿轮弯曲应力单侧受载脉动循环机械零件的强度计算应力比较法：σ≤[σ]=σlim/S（正应力）强度计算通式τ≤[τ]=τlim/S（切应力）关键:①σ的计算②[σ]的取值安全系数法：S=σlim/σ≥[S]P119与载荷、结构、尺寸、形状有关(材力)②复合应力：→材料力学基本强度理论一．静应力作用下的强度计算二．变应力作用下的强度计算①简单应力:（单向应力）→拉σ＝Ｆ／Ａ；弯σＦ

7、＝Ｍ／Ｗ;剪τ＝Ｆ／Ａ;扭τＴ＝Ｔ／ＷＴ1.计算应力二、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σS(流动极限)作为极限应力,许用应力为：脆性材料：取强度极限σB（破坏强度或破坏应力）作为极限应力,许用应力为：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，其特征：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