第十章機(jī)械零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)§10-1概述§10-3機(jī)械設(shè)計(jì)中常用材料的選用原則§10-2機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求、機(jī)械零件的工作能力和計(jì)算準(zhǔn)則§10-4機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度、許用應(yīng)力和安全系數(shù)機(jī)械（Machinery)——是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的統(tǒng)稱。機(jī)器(Machine)—主要是指機(jī)械裝置。如內(nèi)燃機(jī)、機(jī)床、汽車、火車、飛機(jī)、輪船、起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金礦山機(jī)械、輕紡食品機(jī)械等等。機(jī)械設(shè)計(jì)(MachineDesign)——即為各種機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)是為了滿足機(jī)器的某些特定功能而進(jìn)行的創(chuàng)造性過程，設(shè)計(jì)是創(chuàng)造性的勞動(dòng)，設(shè)計(jì)的本質(zhì)在于創(chuàng)新?！?0-1概述機(jī)械設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)性質(zhì)：是一門重要的設(shè)計(jì)性的技術(shù)基礎(chǔ)課，是初步掌握機(jī)械設(shè)計(jì)能力的必然環(huán)節(jié)。研究?jī)?nèi)容：通用機(jī)械零部件的工作原理、特點(diǎn)、選用及設(shè)計(jì)計(jì)算。齒輪傳動(dòng)帶傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)螺紋聯(lián)接軸鍵聯(lián)接軸承聯(lián)軸器鏈傳動(dòng)通用的零部件系指?jìng)鲃?dòng)零件軸類零件聯(lián)接零件目的：1、初步具備一般通用機(jī)械零部件設(shè)計(jì)計(jì)算的能力。2、綜合運(yùn)用本課程和其他先修課程的知識(shí)，設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置和一般機(jī)械。5．其他要求：環(huán)保、噪音、外觀等一、機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求1．實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，工作可靠；2．經(jīng)濟(jì)性好：設(shè)計(jì)和制造周期短、成本低，產(chǎn)品生產(chǎn)效率高、能耗低維護(hù)管理費(fèi)用少；3．操作方便，運(yùn)行安全；4．標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高：以便簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作，提高產(chǎn)品質(zhì)量；§10-2機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求、機(jī)械零件的工作能力和計(jì)算準(zhǔn)則二、機(jī)械零件的工作能力及計(jì)算準(zhǔn)則零件的工作能力

—

是指在一定的運(yùn)動(dòng)、載荷和環(huán)境情況下，在預(yù)定的使用期限內(nèi)，不發(fā)生失效的安全工作限度。二）機(jī)械零件的主要失效形式過大彈性變形——零件的剛度不夠引起塑性變形——工作應(yīng)力超過材料的屈服極限σS引起2．變形疲勞斷裂——工作應(yīng)力超過零件的疲勞極限σr引起過載斷裂——工作應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限σB引起1．?dāng)嗔褖簼?、過度磨損——零件接觸表面上的壓應(yīng)力p過大膠

合——

零件工作溫升△t過高引起表面疲勞損壞——零件表面接觸應(yīng)力σH過大引起3．表面失效機(jī)械零件由于某種原因不能正常工作時(shí)，稱為失效。一）機(jī)械零件的工作能力計(jì)算準(zhǔn)則—用于計(jì)算并確定零件基本尺寸的主要依據(jù)。對(duì)于具體的零件，應(yīng)根據(jù)它們的主要失效形式，采用相應(yīng)的計(jì)算準(zhǔn)則。常用的計(jì)算準(zhǔn)則有：三）機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則1．強(qiáng)度準(zhǔn)則——針對(duì)零件斷裂、塑性變形或表面疲勞損壞失效強(qiáng)度——指零件在載荷作用下抵抗斷裂或塑性變形的能力。強(qiáng)度是保證零件工作能力的最基本要求。若零件的強(qiáng)度不夠，不僅因?yàn)榱慵氖箼C(jī)械不能正常工作，還可能導(dǎo)致安全事故。強(qiáng)度的計(jì)算準(zhǔn)則為：σ≤[σ]MPa

或τ≤[τ]針對(duì)斷裂或塑性變形σH≤[σH]針對(duì)表面疲勞損壞強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則：1）或2）S——安全系數(shù)，S＞1—→S↑：安全，浪費(fèi)材料S↓：經(jīng)濟(jì)，不安全σ—零件的工作正應(yīng)力；—零件的工作切應(yīng)力；[σ]—材料的許用正應(yīng)力；—材料的許用切應(yīng)力；—材料的極限正應(yīng)力；—材料的極限切應(yīng)力；2．剛度準(zhǔn)則——針對(duì)過大彈性變形

剛度——指零件在一定載荷作用下抵抗過大彈性變形的能力。剛度是保證機(jī)器正常工作，提高機(jī)床加工產(chǎn)品質(zhì)量的基本要求。剛度的計(jì)算準(zhǔn)則為：y≤[y]；θ≤[θ]；φ≤[φ]式中，y、θ和φ——分別為零件工作時(shí)的撓度、偏轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)角；由剛度計(jì)算所得零件剖面尺寸，一般要比強(qiáng)度計(jì)算的大，所以，一般滿足剛度要求的零件往往也能同時(shí)滿足強(qiáng)度要求。機(jī)床主軸軸等彈性性變形過過大將影影響加工工精度。。齒輪軸的的彎曲撓撓度過大大會(huì)影響響一對(duì)齒齒輪的正正確嚙合合。3．耐磨磨性準(zhǔn)則則——針對(duì)對(duì)過度磨磨損、膠膠合破壞壞耐磨性——指指零件在在載荷作作用下相相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的兩零零件接觸界的抗抗磨損能能力。耐耐磨性是是保證有有相對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)的零零件正常工作的的基本要要求。其其驗(yàn)算式式為：p≤[p]——防防止過度度磨損pv≤≤[pv]——防防止膠膠合破壞壞4．振動(dòng)和和噪聲準(zhǔn)準(zhǔn)則——針對(duì)高速速機(jī)械的的振動(dòng)失失穩(wěn)（即即共振））當(dāng)零件的的固有振振動(dòng)頻率率f等于或趨趨近于零零件的強(qiáng)強(qiáng)迫振動(dòng)動(dòng)頻率fp時(shí)，將產(chǎn)產(chǎn)生共振振。這不不僅影響響機(jī)械正正常工作作，甚至至造成破破壞性事事故，而而振動(dòng)又又是產(chǎn)生生噪聲的的主要原原因。防止共振振的條件件為：f≤0．87fp或f≥1．18fp式中，f—零件的固固有振動(dòng)動(dòng)頻率，，取決于于零件的的質(zhì)量和和剛度。fp—零件受激激振源作作用引起起的強(qiáng)迫迫振動(dòng)頻頻率。3、選擇擇材料；；4、根據(jù)據(jù)失效形形式選用用判定條條件，設(shè)設(shè)計(jì)出零零件的主主要參數(shù)；5、繪制制零件工工作圖。。受力分析1、擬訂訂零件的的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖；2、確定定載荷的的大小及及位置；；四）機(jī)械械零件的的設(shè)計(jì)步步驟傳統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)方法：：強(qiáng)度條件件（或剛剛度）設(shè)計(jì)計(jì)算尺寸尺寸校核計(jì)算強(qiáng)度條件件（或剛剛度）理論設(shè)計(jì)計(jì)（半經(jīng)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)）類比設(shè)計(jì)計(jì)與已有的的同類產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行行比較來來設(shè)計(jì)新新產(chǎn)品。。這種方方法在工工程實(shí)際際中用得得較多，，特點(diǎn)是是節(jié)省時(shí)時(shí)間，較較可靠。。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)根據(jù)實(shí)踐踐中歸納納出的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式式和經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)，缺乏乏創(chuàng)新。。如：箱體、傳動(dòng)件各個(gè)結(jié)構(gòu)要素等模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)設(shè)計(jì)把初步設(shè)設(shè)計(jì)的零零、部件件或機(jī)器器作成小小模型或或小尺寸寸樣機(jī)進(jìn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。用于于大型、、復(fù)雜零零件的設(shè)設(shè)計(jì)。如：飛機(jī)機(jī)、橋梁梁的風(fēng)洞洞實(shí)驗(yàn)?！，F(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)方法：：優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)對(duì)工程實(shí)實(shí)際問題題進(jìn)行抽抽象，建建立數(shù)學(xué)學(xué)模型，，用優(yōu)化化方法求求解，得得出最佳佳設(shè)計(jì)結(jié)結(jié)果。計(jì)算機(jī)輔輔助設(shè)計(jì)計(jì)（CAD）包括分析析計(jì)算和和繪圖。。概率設(shè)計(jì)計(jì)（可靠靠性）將概率論論與數(shù)理理統(tǒng)計(jì)理理論運(yùn)用用于機(jī)械械設(shè)計(jì)。。有限元設(shè)設(shè)計(jì)并行設(shè)計(jì)計(jì)§10－3機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)中常用用材料的的選擇原原則選用原則則：一、使用用性能的的要求用途、工作條件件、物理、化學(xué)、機(jī)械工藝藝性能、經(jīng)濟(jì)性。零件材料料選材因素素：使用要求求是指用所所選材料料做成的的零件，，在給定定的工況況條件下和和預(yù)定的的壽命期期限內(nèi)能能正常工工作。二、工藝藝性能的的要求工藝要求求是指所選選材料的的冷、熱熱加工性性能好，，熱處理理工藝性好好。三、經(jīng)濟(jì)濟(jì)性的要要求在滿足使用性能能的前提下下，盡量量選用低價(jià)格的材料，，減少材材料的消消耗，是是零件材材料選擇擇的主要要原則。。各種材料料的化學(xué)學(xué)成分和和力學(xué)性性能可在在相關(guān)國國標(biāo)、行行標(biāo)和機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)手冊(cè)中中查得。。為了材料料供應(yīng)和和生產(chǎn)管管理上的的方便，，應(yīng)盡量量縮減材材料的品品種。一、載荷荷和應(yīng)力力一）載荷荷載荷———構(gòu)件或零零件工作作時(shí)所承承受的外外力。靜載荷———大小和方方向均不不隨時(shí)間間變化或或變化緩緩慢的載載荷。變載荷———大小或方方向隨時(shí)時(shí)間變化化的載荷荷。根據(jù)載荷荷性質(zhì)的的不同，，可分為為靜載荷與變載荷?！?0-4機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)中的強(qiáng)強(qiáng)度、許許用應(yīng)力力和安全全系數(shù)循環(huán)變載荷穩(wěn)定循環(huán)環(huán)載荷不穩(wěn)定循循環(huán)載荷荷隨機(jī)變載荷名義載荷荷——在理想的的平穩(wěn)工工作條件件下作用用在零件件上的載荷，按按原動(dòng)機(jī)機(jī)的功率率求得。。計(jì)算載荷荷——載荷系數(shù)數(shù)與名義義載荷的的乘積。。式中，P——原原動(dòng)機(jī)的的額定功功率（kW），，n——額額定轉(zhuǎn)速速（r/min）。式中，K——考考慮各種種附加載載荷的載載荷系數(shù)數(shù)。也可分為為工作載荷荷、名義載荷荷與計(jì)算載荷荷。工作載荷荷——機(jī)械正常常工作時(shí)時(shí)所受的的載荷（（一般難難以確定）。。根據(jù)名義載荷荷求出的應(yīng)應(yīng)力稱為為名義應(yīng)力力。根據(jù)計(jì)算載荷荷求出的應(yīng)應(yīng)力稱為為計(jì)算應(yīng)力力。按照應(yīng)力力隨時(shí)間間的變化化情況，，應(yīng)力也也可分為為靜應(yīng)力和變應(yīng)力。靜應(yīng)力———不隨時(shí)間間變化或或變化很很小的應(yīng)應(yīng)力。二）應(yīng)力力變應(yīng)力———隨時(shí)間變變化的應(yīng)應(yīng)力。otσ

σ=常數(shù)穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)應(yīng)力不穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)應(yīng)力規(guī)律性不不穩(wěn)定變變應(yīng)力隨機(jī)變應(yīng)應(yīng)力隨機(jī)變應(yīng)力規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力靜應(yīng)力只能由靜載荷產(chǎn)生，變應(yīng)力可能由變載荷或靜載荷產(chǎn)生。aσ0t作用在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)心軸軸上的載載荷是靜載荷，產(chǎn)生的的應(yīng)力卻卻屬于變應(yīng)力。三）變應(yīng)應(yīng)力參數(shù)數(shù)及典型型變應(yīng)力力1.變應(yīng)應(yīng)力參數(shù)最大應(yīng)力：：σmax最小應(yīng)力：：σmin應(yīng)力循環(huán)特特征：用來表示應(yīng)應(yīng)力的變化化情況r=σmin/σmax平均應(yīng)力：：應(yīng)力幅：σminσaσaσmσmaxtσ注意：五個(gè)參數(shù)具具有符號(hào)，，計(jì)算時(shí)要要帶有符號(hào)號(hào)；σmax、σmin是指絕對(duì)值值而言。應(yīng)力類型a）靜應(yīng)力力：r=+1變變應(yīng)力特例例σtσ=常數(shù)b）對(duì)稱循循環(huán)變應(yīng)力力r=-1σtσaσmaxσminc）脈動(dòng)循循環(huán)變應(yīng)力力r=0σtσaσaσmaxσm2.典型型變應(yīng)力及及應(yīng)力循環(huán)環(huán)特征rd）非對(duì)稱稱循環(huán)變應(yīng)應(yīng)力r在（-1～～+1）間間變化σmaxσmσminσaσatσ二、機(jī)械零零件的失效效形式及強(qiáng)強(qiáng)度條件式式靜應(yīng)力作用用下——過過載斷裂、、塑性變形形。二）零件強(qiáng)度條條件式：σσ≤[σ]=σlim/S材料的極限應(yīng)力安全系數(shù)脆性材料制制造的零件件：σlim=σB塑性材料制制造的零件件：σlim=σS1．靜應(yīng)力力作用下零件極限應(yīng)應(yīng)力2．變應(yīng)力力作用下零零件極限應(yīng)力——σlim=σrN疲勞極限一）零件的的失效形式式變應(yīng)力作用用下——疲疲勞破壞約約占零件損損壞事故中中的80%。。強(qiáng)度極限屈服極限3.安全系系數(shù)——S的取取值對(duì)零件件的結(jié)構(gòu)尺尺寸、工作作可靠性均均有影響。1）靜應(yīng)力力下，塑性性材料的零件：S=1.2～１.5鑄鋼件：S=1.５～２.5S↑典型機(jī)械的的S可通過查表表求得。無無表可查查時(shí)，按以以下原則取?。骸慵叽绱蟠?，結(jié)構(gòu)笨笨重。S↓→可能不安全全。２）靜應(yīng)力力下，脆性材料，如高強(qiáng)度鋼鋼或鑄鐵：：S=3～～43）變應(yīng)力下，S=1.3～1.7材料不均勻勻，或計(jì)算算不準(zhǔn)時(shí)取?。篠=1.7～2.5三、靜應(yīng)力力時(shí)機(jī)械零零件的強(qiáng)度度計(jì)算一）單向應(yīng)應(yīng)力下的塑塑性材料零零件強(qiáng)度條件：：或二）復(fù)合應(yīng)應(yīng)力時(shí)的塑塑性材料零零件按第三或第四強(qiáng)度理論對(duì)彎扭復(fù)合應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算由第三強(qiáng)度理論：（最大剪應(yīng)力理論）由第四強(qiáng)度理論：（最大變形能理論）復(fù)合應(yīng)力計(jì)計(jì)算安全系系數(shù)為：三）脆性材材料與低塑塑性材料脆性材料極極限應(yīng)力：：（（強(qiáng)度極極限）塑性材料極極限應(yīng)力：：（（屈服服極限）1、單向應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)強(qiáng)度條件：：或或或失效形式：：斷裂按第一強(qiáng)度度條件：（最大主應(yīng)應(yīng)力理論））注意：低塑塑性材料（（低溫回火火的高強(qiáng)度度鋼）——強(qiáng)度計(jì)計(jì)算應(yīng)計(jì)入入應(yīng)力集中中的影響脆性材料（（鑄鐵）——強(qiáng)度計(jì)計(jì)算不考慮慮應(yīng)力集中中一般工作期期內(nèi)應(yīng)力變變化次數(shù)<104按靜應(yīng)力強(qiáng)強(qiáng)度計(jì)算。。2、復(fù)合應(yīng)應(yīng)力下工作作的零件1、疲勞破破壞特征：：1）斷裂過過程：①產(chǎn)產(chǎn)生初始裂裂紋（應(yīng)應(yīng)力較大處處）②裂紋尖端端在應(yīng)力作作用下，反反復(fù)擴(kuò)展，，直至產(chǎn)生疲疲勞裂紋。。2）斷裂面面：①光滑滑區(qū)（疲勞勞發(fā)展區(qū)））②粗糙區(qū)（（脆性斷裂裂區(qū)）3）無明顯顯塑性變形形的脆性突突然斷裂4）破壞時(shí)時(shí)的應(yīng)力（（疲勞極限限）遠(yuǎn)小于于材料的強(qiáng)強(qiáng)度極限一）變應(yīng)力力作用下機(jī)機(jī)械零件的的失效特征征2、疲勞破破壞的機(jī)理理：損傷的的累積3、影響因因素：不僅僅與材料性性能有關(guān)，，變應(yīng)力的的循環(huán)特征征、應(yīng)力循循環(huán)次數(shù)、、應(yīng)力幅都都對(duì)疲勞極極限有很大大影響。四、機(jī)械零件的的疲勞強(qiáng)度計(jì)計(jì)算描述應(yīng)力循循環(huán)次數(shù)N和疲勞極極限σrN間關(guān)系的曲曲線，其橫橫坐標(biāo)為應(yīng)應(yīng)力循環(huán)次次數(shù)N，縱縱坐標(biāo)為疲疲勞極限σσrN疲勞曲線無限壽命區(qū)σrN有限壽命區(qū)N0σrN1N1σrN2N2σrNNN0σrD機(jī)械零件的的疲勞大多多發(fā)生在σ－N曲線線D點(diǎn)以前，，可用下式式描述：二）機(jī)械零件材料的疲勞極限1、σ—N疲勞曲線1）有限壽壽命區(qū)當(dāng)N<104—低周循環(huán)，，疲勞極限限接近于屈屈服極限，，按靜強(qiáng)度度計(jì)算。2）D點(diǎn)以以后的疲勞勞曲線呈一一水平線，，代表著無限壽命區(qū)區(qū)，其方程為為：當(dāng)N>104——高周循環(huán)疲疲勞當(dāng)104≤N≤ND時(shí)隨循環(huán)次數(shù)↑疲勞極極限↓無限壽命區(qū)σrN有限壽命區(qū)N0σrN1N1σrN2N2σrNNN0σrD由于ND很大，所以以在作疲勞勞試驗(yàn)時(shí)，，常規(guī)定一一個(gè)循環(huán)次次數(shù)N0(稱為循環(huán)環(huán)基數(shù))，，用N0及其相對(duì)應(yīng)應(yīng)的疲勞極極限σr來近似代表表ND和σr∞，于是有：：有限壽命區(qū)區(qū)間內(nèi)循環(huán)環(huán)次數(shù)N與與疲勞極限限σrN的關(guān)系為：：式中，σr、N0及m的值由由材料試驗(yàn)驗(yàn)確定。N—應(yīng)力循循環(huán)次數(shù)，，N=60nthɑ每轉(zhuǎn)受載次數(shù)使用壽命（h）轉(zhuǎn)速（r/min）用疲勞曲線線求疲勞極極限σrN的方法：kN—壽命系系數(shù)有限壽命區(qū)區(qū)（N＜N0)疲勞極限:無限壽命區(qū)區(qū)（N≥N0）疲勞極限：：σrN=σr，kN=1幾點(diǎn)說明：：①N0硬度≤350HBS鋼，N0=106~107≥350HBS鋼，N0=25x107有色金屬(無水平部部分)，規(guī)規(guī)定當(dāng)N0>25x107時(shí)，近似為為無限壽命命區(qū)②m—指指數(shù)，與應(yīng)應(yīng)力與材料料的種類有有關(guān)。鋼：m=9———拉、彎應(yīng)應(yīng)力、剪應(yīng)應(yīng)力，m=6———接觸應(yīng)力力；青銅：m=9——彎彎曲應(yīng)力，，m=8———接觸應(yīng)力力。③應(yīng)力循循環(huán)特征越越大，材料料的疲勞極極限與持久久極限越大大，對(duì)零件強(qiáng)度度越有利。。對(duì)稱循環(huán)環(huán)（應(yīng)力循循環(huán)特征=-1）最最不利。2、極限應(yīng)應(yīng)力圖同一種材料料在不同的的應(yīng)力循環(huán)環(huán)特征下的的疲勞極限限圖（σm—σa圖）。對(duì)任何材料料（標(biāo)準(zhǔn)試試件）而言言，每種應(yīng)應(yīng)力循環(huán)特特征下都對(duì)對(duì)應(yīng)著該材材料的最大大應(yīng)力σ’max=σr，再由應(yīng)力力循環(huán)特征征可求出σ’min=rσ’max和σ’m、σ’a。以σm為橫坐標(biāo)、、σa為縱坐標(biāo)，，即可得材材料在不同同應(yīng)力循環(huán)環(huán)特征下的的極限σm和σa的關(guān)系圖。。1）材料的的極限應(yīng)力力圖曲線上的點(diǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)著不不同應(yīng)力循循環(huán)特征下下的材料疲疲勞極限。。對(duì)稱極限點(diǎn)點(diǎn)強(qiáng)度極限點(diǎn)點(diǎn)脈動(dòng)疲勞極極限點(diǎn)屈服極限點(diǎn)點(diǎn)簡(jiǎn)化極限應(yīng)應(yīng)力線圖：：——簡(jiǎn)化極限應(yīng)應(yīng)力圖ABDG作法：考慮慮材料的最最大應(yīng)力不不超過疲勞勞極限，得得AB及延長(zhǎng)線考慮塑性材材料的最大大應(yīng)力不超超過屈服極極限，得DG。AD：疲勞勞極限直線線DG：屈服服極限直線線ψσ——等效系數(shù)（（折算系數(shù)）對(duì)碳鋼：ψσ=0.1~0.2對(duì)合金鋼：：ψσ=0.2~0.3材料的簡(jiǎn)化化極限應(yīng)力力圖，可根根據(jù)材料的的三個(gè)試驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)σ-1、σ0和σS而作出。折線以內(nèi)為為疲勞和塑塑性安全區(qū)區(qū)，折線以以外為疲勞勞和塑性失失效區(qū)，工工作應(yīng)力點(diǎn)點(diǎn)離折線越越遠(yuǎn)，安全全程度越高高。AD上各點(diǎn)點(diǎn)：DG上各點(diǎn)點(diǎn)：如果σmax<σmax’，不會(huì)疲勞破破壞如果σmax<σs，不會(huì)屈服破破壞折線ADG上任一點(diǎn)點(diǎn)，表示在在不同r時(shí)的疲勞極極限。求不同應(yīng)力力循環(huán)特征征r時(shí)時(shí)的疲勞極極限：由材料的極極限應(yīng)力簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖對(duì)于n點(diǎn)(工作作應(yīng)力為σm和σa）應(yīng)力循環(huán)特特征：對(duì)應(yīng)的疲勞勞極限：影響零件疲疲勞強(qiáng)度的的因素，除除材料性能能、r、N外，還有：：應(yīng)力集中：：零件剖面幾幾何形狀突突變處(如如孔、圓角角、鍵槽、、螺紋等））局部應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于名義義應(yīng)力，使使疲勞極限限降低用應(yīng)力集中中系數(shù)Kσ(Kτ)來考慮，Kσ(Kτ)越小越好好絕對(duì)尺寸：：零件剖面絕對(duì)尺尺寸大、出出現(xiàn)缺陷概概率大、疲疲勞極限降降低用絕對(duì)尺寸寸系數(shù)εσ(ετ)來考慮，εσ(ετ)越大越好好表面狀態(tài)：零件表面光滑或或強(qiáng)化處理理、能提高高疲勞極限限用表面狀態(tài)系數(shù)β來考慮用綜合影響系數(shù)或考慮以上因素影響綜合影響系系數(shù)越小越越好。鋼的的強(qiáng)度越高高，(Kσ)D或(Kτ)D值越大。所所以對(duì)于用用高強(qiáng)度鋼鋼制造的零零件為了得得到提高強(qiáng)強(qiáng)度的效果果必須特別別注意減少少應(yīng)力集中中和提高表表面質(zhì)量。。2）零件的的極限應(yīng)力力圖注意：由試驗(yàn)得知知，有效應(yīng)應(yīng)力集中系系數(shù)、絕對(duì)對(duì)尺寸系數(shù)數(shù)和表面狀態(tài)系系數(shù)，只對(duì)變應(yīng)力力的應(yīng)力幅幅部分產(chǎn)生生影響。因而，計(jì)算時(shí)可用用綜合影響響系數(shù)對(duì)變變應(yīng)力的應(yīng)力幅部分進(jìn)行修修正。綜合影響系系數(shù)表示了了材料極限限應(yīng)力幅與與零件極限限應(yīng)力幅的的比值：零件的對(duì)稱稱循環(huán)疲勞勞極限：用(Kσ)D或(Kτ)D修正縱坐標(biāo)（應(yīng)應(yīng)力幅部分分）：零件對(duì)稱循循環(huán)疲勞點(diǎn)點(diǎn)零件脈動(dòng)循循環(huán)疲勞點(diǎn)點(diǎn)零件屈服極極限點(diǎn)直線A’D’方程:直線D’G方程:A’D’——許用疲勞極極限直線，，D’G——屈服極限直直線D’G是靜強(qiáng)度極極限，其不不受(Kσ)D的影響，所以該段不不必修正，，仍用135o的直線表示示。三）單向穩(wěn)穩(wěn)定變應(yīng)力力時(shí)機(jī)械零零件的疲勞勞強(qiáng)度計(jì)算算進(jìn)行零件疲疲勞強(qiáng)度計(jì)計(jì)算時(shí)，首首先根據(jù)零零件危險(xiǎn)截截面上的σmax及σmin確定平均應(yīng)應(yīng)力σm與應(yīng)力幅σa，然后，在在極限應(yīng)力力線圖的坐坐標(biāo)中標(biāo)示示出相應(yīng)工工作應(yīng)力點(diǎn)點(diǎn)M（或N）。應(yīng)力比為常常數(shù)：r=C例如絕大多多數(shù)轉(zhuǎn)軸中中的應(yīng)力狀狀態(tài)平均應(yīng)力為為常數(shù)σσm=C例如振動(dòng)著著的受載彈彈簧中的應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)最小應(yīng)力為為常數(shù)σσmin=C例如緊螺栓栓連接中受受軸向變載載荷時(shí)的應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)相應(yīng)的疲勞勞極限應(yīng)力力應(yīng)是極限限應(yīng)力曲線線上的某一一個(gè)點(diǎn)（σme’，σae’）所代表的的應(yīng)力。用哪一點(diǎn)來來表示極限限應(yīng)力才算算合適,要要根據(jù)零件件應(yīng)力可能能發(fā)生的變變化規(guī)律來來確定。通常機(jī)械零零件可能發(fā)發(fā)生的典型型的應(yīng)力變變化規(guī)律有有以下三種種：∴過原點(diǎn)與與工作應(yīng)力力點(diǎn)M或N作連線交A’D’G于M′和N′點(diǎn)，由于直直線上任一一點(diǎn)的應(yīng)力力循環(huán)特征征均相同，，M′和N′點(diǎn)即為所求求的極限應(yīng)應(yīng)力點(diǎn)。討論：當(dāng)ｒｒ＝C時(shí)，，單向變應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)下下的強(qiáng)度計(jì)計(jì)算。對(duì)于塑性材材料，當(dāng)應(yīng)力在疲疲勞破壞區(qū)區(qū)對(duì)應(yīng)于M點(diǎn)點(diǎn)的零件的的極限應(yīng)力力a）當(dāng)工作應(yīng)力力點(diǎn)位于OA’D’’內(nèi)極限應(yīng)力為為疲勞極限限，按疲勞勞強(qiáng)度計(jì)算算。對(duì)應(yīng)于N點(diǎn)點(diǎn)的極限應(yīng)應(yīng)力點(diǎn)N’’位于直線線D’G上上。其強(qiáng)度度計(jì)算式為為b）當(dāng)工作作應(yīng)力點(diǎn)位于OD’G內(nèi)極限應(yīng)力為為屈服極限限，按靜強(qiáng)強(qiáng)度計(jì)算。。注意：1）若零件件所受應(yīng)力力變化規(guī)律律不能肯定定，一般采采用r=C的情況計(jì)算算。2）上述計(jì)計(jì)算均為按按無限壽命命進(jìn)行零件件設(shè)計(jì)，若若按有限壽壽命要求設(shè)設(shè)計(jì)零件時(shí)時(shí)，即應(yīng)力力循環(huán)次數(shù)數(shù)104<N<No時(shí)，這時(shí)上上述公式中中的極限應(yīng)應(yīng)力應(yīng)為有有限壽命的的疲勞極限限，即應(yīng)以σ-1N代σ-1，以σ0N代σ0。3）當(dāng)當(dāng)未知知工作作應(yīng)力力點(diǎn)所所在區(qū)區(qū)域時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)同時(shí)時(shí)考慮慮可能能出現(xiàn)現(xiàn)的兩種種情況況。4）對(duì)對(duì)切應(yīng)應(yīng)力上上述公公式同同樣適適用，，只需需將σ改為τ即可。。四）雙雙向穩(wěn)穩(wěn)定變變應(yīng)力力時(shí)機(jī)機(jī)械零零件的的疲勞勞強(qiáng)度度計(jì)算算當(dāng)零件件上同同時(shí)作作用有有同相相位的的穩(wěn)定定對(duì)稱稱循環(huán)環(huán)變應(yīng)應(yīng)力σa和τa時(shí)，由由實(shí)驗(yàn)驗(yàn)得出出的極極限應(yīng)應(yīng)力關(guān)關(guān)系式式為：：σa’,ττa’——同同時(shí)作作用正正應(yīng)力力和切切應(yīng)力力的應(yīng)應(yīng)力幅幅極限限值（σ，，τ同時(shí)作作用））σ-1e,ττ-1e——為為零件件對(duì)稱稱循環(huán)環(huán)正應(yīng)應(yīng)力和和切應(yīng)應(yīng)力時(shí)時(shí)疲勞勞極限限（σ，ττ單獨(dú)作作用））由于是是對(duì)稱稱循環(huán)環(huán)變應(yīng)應(yīng)力，，故應(yīng)應(yīng)力幅幅即為為最大大應(yīng)力力。弧弧線AM'B上任何