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糸 §9-7机械零件的工艺性及标准化 HIGH EDUCATION PRESS
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。 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,所以习惯上 又称为:承载能力。 如轴、齿轮、轴瓦,轴,螺的带C断裂或塑性变形 失效形式,归纳起来最主要的为 过大的弹性变形 零件的失效形式:〈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
§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
失效原因:强度、刚度、耐磨性、振动稳定性、温度等 原因。对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; 刚度条件:变形量<许用变形量; 防止失效的判定条件是: 计算量<许用量--工作能力计算准则。 机械零件设计的步骤: 1)拟定零件的计算简图; 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,零件尺的计算值一并不是最终采用 的数 要求和标 5)绘制工作图并标注必要的技术条件
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；
§9-2机械零件的强度 名义载荷--在理想的平稳工作条件下作用在零件上 的载荷。然而在机器运转时,零件还会受到各种加载荷,通常用引入 名义应力---按名义载荷计算所得之应力。 载荷系数K-考虑各种附加载荷因素的影响。 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:σ、T 强度判定条件: lim S 其中 [<[G] lim G=、|τ--许用应力S--2安全系数 1in、τim--极限应力,由实验方法测定
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 σlim、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
应力的种类 静应力:=常数变应力:随时间变化 平均应力m2应力幅:=2m 变应力的循环特性 对称循环变应力 0--脉动循环变应力 a常数 max 1--静应力 静应力是变应力的特例 0 r=+1 a max pmin mn m t o mIn 循环变应力 对称循环变应力脉动循环变应力 r=0
一、应力的种类 o t σ σ=常数 σmax 脉动循环变应力 r =0 σm 静应力: σ=常数 变应力: σ随时间变化 2 max min + 平均应力 m = : 2 max min − 应力幅: a = T σmax σmin σa σa σm 循环变应力 o t σ 变应力的循环特性: max min r = σmax σmin σa σa 对称循环变应力 r =-1 o t σ ----脉动循环变应力 -1 ----对称循环变应力 = 0 +1 ----静应力 o t σ σa σa σmin r =+1 静应力是变应力的特例