第八章機(jī)械設(shè)計(jì)概述下一頁退出第一節(jié)機(jī)械零件的主要失效形式第七節(jié)機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化第六節(jié)機(jī)械零件的常用材料第五節(jié)摩擦、磨損和潤滑基礎(chǔ)第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度第三節(jié)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟第二節(jié)機(jī)械零件的工作能力及工作能力準(zhǔn)則本章目錄1.整體斷裂:靜強(qiáng)度斷裂、疲勞強(qiáng)度斷裂3.磨損：零件表面精度、尺寸、形貌改變4.過大的彈性變形：零件或機(jī)器不能正常工作5.功能失效----帶傳動(dòng)打滑、螺栓聯(lián)接松動(dòng)2.塑性變形：造成零件的尺寸、形狀發(fā)生改變，零件喪失工作能力第一節(jié)

機(jī)械零件的主要失效形式失效：在規(guī)定的時(shí)間和使用期間內(nèi)，機(jī)械零件不能完成規(guī)定功能。失效樣例——整體斷裂輪齒過載斷裂軸的疲勞斷裂第一節(jié)

機(jī)械零件的主要失效形式失效樣例——塑性變形齒輪輪齒的塑性變形第一節(jié)

機(jī)械零件的主要失效形式失效樣例——磨損齒輪輪齒表面的磨損磨料磨損膠合第一節(jié)

機(jī)械零件的主要失效形式一、強(qiáng)度準(zhǔn)則第二節(jié)機(jī)械零件的工作能力及工作能力準(zhǔn)則工作能力（承載能力）：機(jī)械零件在規(guī)定的使用期間內(nèi)，不發(fā)生失效的安全工作限度。強(qiáng)度：機(jī)械零件抵抗破壞的能力強(qiáng)度不夠：

整體斷裂塑性變形二、剛度準(zhǔn)則剛度：機(jī)械零件抵抗彈性變形的能力第二節(jié)機(jī)械零件的工作能力及工作能力準(zhǔn)則三、耐磨性準(zhǔn)則耐磨性：機(jī)械零件抵抗磨損失效的能力第二節(jié)機(jī)械零件的工作能力及工作能力準(zhǔn)則四、振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則固有頻率(自振頻率)fp：機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有特性。激勵(lì)：周期變化的載荷，頻率f。齒輪的嚙合力、旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的偏心質(zhì)量等。第二節(jié)機(jī)械零件的工作能力及工作能力準(zhǔn)則第三節(jié)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟建立計(jì)算模型受力分析確定計(jì)算準(zhǔn)則選擇材料確定主要幾何尺寸確定零件結(jié)構(gòu)尺寸繪零件圖編寫說明書第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度一、載荷的分類1.靜載荷與變載荷2.名義載荷與計(jì)算載荷強(qiáng)度的計(jì)算方法—靜強(qiáng)度計(jì)算和疲勞強(qiáng)度計(jì)算名義載荷、計(jì)算載荷原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)工作機(jī)額定功率在理想工作條件工作阻力力學(xué)計(jì)算得名義載荷P、M、T、F計(jì)算載荷：載荷系數(shù)K×名義載荷第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度二

、應(yīng)力的分類應(yīng)力靜應(yīng)力不隨時(shí)間變化或緩慢變化變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力非穩(wěn)定變應(yīng)力有規(guī)律非穩(wěn)定變應(yīng)力無規(guī)律非穩(wěn)定變應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度tσoσmax特征σmax=σmin=σm

σa=0r=+1第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度靜應(yīng)力不隨時(shí)間變化或緩慢變化穩(wěn)定變應(yīng)力變應(yīng)力：隨時(shí)間變化的應(yīng)力σtOσmaxσmσminσa第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度穩(wěn)定變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)r=0對(duì)稱循環(huán)r=－1非對(duì)稱循環(huán)－1<r<1σt0σt0σm=σa=σmax/2

σmin=0σmax=σa=-σminσm=0σmax=σm+σaσmin=σm－σa下一頁退出分目錄上一頁σt0非穩(wěn)定變應(yīng)力有規(guī)律非穩(wěn)定變應(yīng)力無規(guī)律非穩(wěn)定變應(yīng)力σotσot周期非穩(wěn)定變應(yīng)力第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度三、靜應(yīng)力下零件的強(qiáng)度計(jì)算失效形式：塑性變形、斷裂安全系數(shù)S的確定：查表法、部分系數(shù)法第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度四、變應(yīng)力下零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算疲勞斷裂的三個(gè)階段：1.形成初始裂紋2.裂紋擴(kuò)展3.瞬斷1疲勞疲勞源疲勞區(qū)瞬斷區(qū)金屬宏觀疲勞斷口第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度疲勞破壞的特點(diǎn)：1.循環(huán)應(yīng)力多次反復(fù)作用下產(chǎn)生；2.無宏觀的、明顯的塑性變形跡象；3.循環(huán)應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的靜強(qiáng)度極限；4.對(duì)材料的組成、零件的形狀、尺寸、表面狀態(tài)、使用條件非常敏感。第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度2材料的疲勞曲線和疲勞極限有限壽命區(qū)N<N0無限壽命區(qū)

N>N0ABCσr第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度注意:1.N>N0取N=N0，KN=1，為無限壽命設(shè)計(jì)；

N≤N0

KN≥1，為有限壽命設(shè)計(jì)。2.m由材料疲勞曲線決定常數(shù)。一般設(shè)計(jì)中，鋼制零件受彎曲應(yīng)力，m=9;3.N0<103按靜應(yīng)力問題處理。2材料的疲勞曲線和疲勞極限第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度3機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算

對(duì)于對(duì)稱循環(huán)，r=-1第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度五、零件的接觸疲勞強(qiáng)度

1、整體強(qiáng)度2、接觸應(yīng)力3、接觸強(qiáng)度接觸應(yīng)力作用下的失效形式：接觸疲勞破壞4、點(diǎn)蝕及影響點(diǎn)蝕形成的主要因素：接觸應(yīng)力的大小第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度赫茲公式第四節(jié)機(jī)械零件的強(qiáng)度一、常見的幾種摩擦狀態(tài)干摩擦邊界摩擦液體摩擦混合摩擦第五節(jié)摩擦、磨損和潤滑基礎(chǔ)二、金屬表面的磨損1.磨料磨損第五節(jié)摩擦、磨損和潤滑基礎(chǔ)2.粘著磨損熱膠合冷膠合第五節(jié)摩擦、磨損和潤滑基礎(chǔ)3.接觸疲勞磨損齒面點(diǎn)蝕齒面剝落第五節(jié)摩擦、磨損和潤滑基礎(chǔ)4.腐蝕磨損齒面腐蝕第五節(jié)摩擦、磨損和潤滑基礎(chǔ)1.潤滑劑的作用減少摩擦、降低磨損、防銹、降溫冷卻、潤滑2.潤滑劑的種類

液體：潤滑油（礦物油、合成油、動(dòng)植物油）、水（乳化液、水-乙二醇）；

半固體：潤滑脂（鋰基脂、脲基脂、工業(yè)凡士林）；

固體：石墨、二流化鉬、聚四氟乙烯

氣體：空氣、氮、氫等（氣體動(dòng)力軸承）第五節(jié)摩擦、磨損和潤滑基礎(chǔ)三、潤滑劑及其主要性能第五節(jié)摩擦、磨損和潤滑基礎(chǔ)3.

潤滑油的性質(zhì)

粘度傾點(diǎn)閃點(diǎn)粘溫特性粘壓特性，油性，極壓性等4.

潤滑脂的性質(zhì)

針入度表示潤滑脂內(nèi)阻力的大小和流動(dòng)的強(qiáng)弱滴點(diǎn)油性，極壓性等第五節(jié)摩擦、磨損和潤滑基礎(chǔ)5.

添加劑作用:可使?jié)櫥瑒┑臋C(jī)械性能發(fā)生根本性的變化分類影響潤滑劑物理性能：增粘劑、降凝劑、抗泡劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑等影響潤滑劑化學(xué)性能：抗氧劑、防銹劑、油性劑、清凈分散劑、極壓抗磨劑等第六節(jié)機(jī)械零件的常用材料一、鋼結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊鋼分類碳素鋼、合金鋼低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼---Q235A.F優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼---35、45、50、55合金結(jié)構(gòu)鋼---------加入Cr、Mo、Ni、Si、Ti、Mn等合金元素改善鋼的機(jī)械性能和熱處理性能。鑄鋼---ZG270-500二、鑄鐵第六節(jié)機(jī)械零件的常用材料性能：良好的鑄造性、切削加工性、抗壓性、耐磨性、減振性分類灰鑄鐵-----HT200球墨鑄鐵-----QT500-7第六節(jié)機(jī)械零件的常用材料三、有色金屬合金主要用來制造承受摩擦的零件，如軸承合金四、非金屬材料主要有橡膠、塑料、皮革、壓紙板等五、鋼的熱處理用來改善物理和機(jī)械性能第六節(jié)機(jī)械零件的常用材料1使用要求2工藝要求3經(jīng)濟(jì)性要求六、選用材料的要求：第七節(jié)機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化一、零件結(jié)構(gòu)的工藝性在滿足使用要求的前提下，制造和裝配的時(shí)間、勞動(dòng)量、費(fèi)用最少。合理的毛坯種類結(jié)構(gòu)簡單合理、便于制造、裝配合理的制造精度和表面粗糙度精加工段粗加工段裝有軸承的長孔第七節(jié)機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)體上安裝零件的凸臺(tái)高度一致高度不一致第七節(jié)機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化第七節(jié)機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化第七節(jié)