第9章机械零件设计概论(新)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§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。振动筛机器人机械零件的失效：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

2、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

3、，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；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-----按计算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]-----许用应力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K

4、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非对称循环变应力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=бmin/бmax循环特性r:对称循环变应力:бmax=-бmin,r=-1бa=бmax=-бmin,бm=0脉动循环变应力:静应力:бmax≠0,бmin=0,r=0бa=бm=бmax/2бmax=бminr=+1静

5、应力非对称循环变应力对称循环变应力脉动循环变应力非对称循环变应力:0

6、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，1、疲劳曲线NOσσ-1N0σ-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>N0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>N0时,试件将不会断裂。N0----循环基数N0对应的应力称当N

7、,有近似公式：对应于N的弯曲疲劳极限：疲劳极限为：用σ-1表示材料在对称循环应力下的弯曲疲劳极限。2.影响机械零件疲劳强度的主要因素(1).应力集中的影响有效应力集中系数Kб=б-1/(б-1)K(б-1)K:有应力集中试样的疲劳极限.(2).绝对尺寸的影响绝对尺寸系数εб=(б-1)d/(б-1)d0(б-1)d:直径为d的试样疲劳极限.(б-1)d0:直径为d0(6-10mm)的试样疲劳极限(3).表面状态的影响表面状态系数β=(б-1)β/(б-1)β0(б-1)β:某种表面状态下试样的疲劳极限(б-1)β0