1、第九章 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論9-1 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概述9-2 機(jī)械零件的強(qiáng)度9-3 機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度9-4 機(jī)械零件的耐磨性9-5 機(jī)械制造常用材料及其選擇9-6 公差與配合、表面粗糙度和優(yōu)先數(shù)系9-1 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概述機(jī)械零件的基本要求：工作可靠成本低廉何為工作可靠？機(jī)械零件由于某種原因不能正常工作時，稱為失效。在不發(fā)生失效的條件下，零件所能安全工作的限度，稱為工作能力，習(xí)慣上稱為承載能力。機(jī)械零件可能會有多種失效形式，歸納起來主要有：強(qiáng)度、剛度、耐磨性、穩(wěn)定性和溫度。對應(yīng)于不同的失效形式，相應(yīng)有各種工作能力判定條件：強(qiáng)度 應(yīng)力許用應(yīng)力剛度 變形量許用變形量一般地 計(jì)算量許用量9-2 機(jī)械零件的

2、強(qiáng)度名義載荷：理想、平穩(wěn)條件下的載荷。名義載荷下求得的應(yīng)力為名義應(yīng)力?？紤]到各種附加載荷的影響，通常引入載荷系數(shù)K。載荷系數(shù)與名義載荷的積，稱為計(jì)算載荷。計(jì)算載荷下求得的應(yīng)力為計(jì)算應(yīng)力。強(qiáng)度:limlimlimlim , ,:SSS， ：極限正應(yīng)力，：極限切應(yīng)力安全系數(shù)許用應(yīng)力取決于應(yīng)力的種類、零件材料的極限應(yīng)力和安全系數(shù)。一、應(yīng)力的種類靜應(yīng)力非對稱循環(huán)變應(yīng)力對稱循環(huán)變應(yīng)力脈動循環(huán)變應(yīng)力變應(yīng)力maxmin2m應(yīng)力幅平均應(yīng)力maxmin2a循環(huán)特性：最大應(yīng)力與最大應(yīng)力之比，用r表示minmaxrr = -1 r = 1 r = 0 01r 二、靜應(yīng)力下的許用應(yīng)力 sS屈服極限 BS塑性材料脆性材

3、料強(qiáng)度極限三、變應(yīng)力下的許用應(yīng)力疲勞斷裂的截面特點(diǎn)P116 圖-2變應(yīng)力下的零件損壞形式為疲勞斷裂發(fā)生疲勞斷裂時的應(yīng)力遠(yuǎn)比屈服極限低，靜力斷裂與疲勞斷裂的機(jī)理不一樣。疲勞斷裂與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有關(guān)循環(huán)基數(shù)疲勞極限0011NNNCNNmm-1N-1m疲勞曲線方程式：注意：只是試件的疲勞極限，而不是零件的疲勞極限。1N零件的疲勞壽命還要考慮零件的切口和溝槽等截面突變、絕對尺寸和表面狀態(tài)以上討論的是無限壽命下的許用應(yīng)力，我們需要無限壽命的零件嗎？如何求有限壽命下的零件許用應(yīng)力？采用有限壽命設(shè)計(jì)有何好處？四、安全系數(shù)過大：笨重過小：不安全選擇原則：參見P1179-3 機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度點(diǎn)、線接觸下，受載后

4、接觸區(qū)變成小面積，局部應(yīng)力很大接觸應(yīng)力。點(diǎn)、線接觸的零件不僅要考慮整體強(qiáng)度，還要考慮接觸強(qiáng)度。請各舉一個點(diǎn)接觸、面接觸的例子。零件的接觸應(yīng)力通常作周期性變化，變載荷作用的結(jié)果是在零件表面產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕。接觸應(yīng)力公式參見P120 式9-9、9-109-4 機(jī)械零件的耐磨性磨損的機(jī)理很復(fù)雜：、磨粒磨損、粘著磨損（膠合）、疲勞磨損（點(diǎn)蝕）、腐蝕磨損沒有合適的理論能全部適用于上述種磨損方式，因此只能用近似方法限制壓強(qiáng)。9-5 機(jī)械制造常用材料及其選擇(自學(xué)）9-6 公差與配合、表面粗糙度和優(yōu)先數(shù)系一、公差與配合大規(guī)模生產(chǎn)要求互換性一致性一致性包括以下內(nèi)容：尺寸幾何形狀相對位置表面粗糙度零件不可能做得絕對精確，那么精確到何種程度算滿足互換性？兩個因素：單個零件公差零件之間配合設(shè)計(jì)時給定的尺寸公差帶 三種配合性質(zhì)間隙配合、過盈配合、過度配合國標(biāo)規(guī)定了孔和軸的28個公差帶位置，以字母表示，小寫表軸，大寫表孔。還規(guī)定了20個公差等級，數(shù)字大，表示精度低。基孔制：孔為基準(zhǔn)，用H公差帶，下偏差為零。配合的性質(zhì)取決于軸的公差帶位置、等級?；S制：軸為基準(zhǔn)，用h公差帶，上偏差為零。配合的性質(zhì)取決于孔的公差帶位置、等級。優(yōu)先選用基孔制。？二、表面粗糙度零件表面的微觀幾何形狀誤差。常用輪廓算術(shù)平均偏差Ra評定。0111lanai