第八章-机械设计概述

1 第八章机械设计概述 第一节机械零件的主要失效形式 第二节机械零件的工作能力及工作能力准则 第三节机械零件设计的一般步骤 第四节机械零件的强度 第五节摩擦 磨损和润滑基础 第六节机械零件的常用材料 第七节机械零件的工艺性和标准化 2 1 整体断裂 3 磨损 4 过大的弹性变形 5 功能失效 2 塑性变形 第一节机械零件的主要失效形式 静强度断裂 疲劳强度断裂 3 一 强度准则 第二节机械零件的工作能力及工作能力准则 强度是零件抵抗破坏的能力 强度准则是衡量机械零件工作能力最基本的计算准则 机械零件的工作正应力 工作剪应力 机械零件的许用正应力 需用剪应力 机械零件的极限应力 安全系数 4 二 刚度准则 刚度是零件抵抗弹性变形的能力 零件工作时的挠度 偏转角和扭转角 零件的许用挠度 许用偏转角和许用扭转角 5 三 耐磨性准则 6 四 振动稳定性准则 零件的自振频率 激振源频率 当零件的自振频率与激振源频率接近或相同时就会发生共振 影响机器正常工作 甚至造成破坏性事故 振动稳定性准则就是设计时使零件的自振频率与激振源频率错开 7 第三节机械零件设计的一般步骤 建立计算模型 受力分析 确定计算准则 选择材料 确定零件主要尺寸 确定结构尺寸 绘零件图 编写说明书 8 第四节机械零件的强度 一 载荷的分类 1 静载荷与变载荷 2 名义载荷与计算载荷 大小和方向不随时间变化或变化缓慢的载荷称为静载荷 随时间变化的载荷称为动载荷 根据原动机的功率或机器在稳定理想条件下的工作阻力 用力学公式计算出作用在零件上的载荷称为名义载荷 把名义载荷乘以一个大于1的载荷系数 或工作情况系数 K加以修正后的称为计算载荷 9 名义载荷 10 二 应力的分类 应力 静应力 不随时间变化或缓慢变化 变应力 稳定变应力 非稳定变应力 有规律非稳定变应力 无规律非稳定变应力 对称循环变应力 脉动循环变应力 非对称循环变应力 11 静应力 不随时间变化或缓慢变化 max min m 12 稳定变应力 变应力 随时间变化的应力 循环特性 13 稳定变应力 脉动循环r 0 对称循环r 1 非对称循环 1 r 1 m a max 2 min 0 max a min m 0 max m a min m a 14 非稳定变应力 有规律非稳定变应力 无规律非稳定变应力 非稳定变应力 15 三 静应力下零件的强度计算 16 四 变应力下零件的疲劳强度计算 疲劳断裂的三个阶段 1 形成初始裂纹 2 裂纹扩展 3 瞬断 1疲劳 17 疲劳破坏的特点 1 循环应力多次反复作用下产生 2 无宏观的 明显的塑性变形迹象 3 循环应力远小于材料的静强度极限 4 对材料的组成 零件的形状 尺寸 表面状态 使用条件非常敏感 18 2 材料的疲劳曲线和疲劳极限 有限寿命区 无限寿命区 A B C 1 HB 350 HB 350 19 注意 1 N N0KN 1 2 m由疲劳曲线决定 一般设计中 钢制零件受弯曲应力 m 9 3 N0 103按静应力问题处理 20 3 机械零件的疲劳强度计算 21 第五节摩擦 磨损和润滑基础 干磨擦 边界磨擦 液体磨擦 混合磨擦 常见的几种摩擦状态 22 第六节机械零件的常用材料 一钢二铸铁三有色金属四非金属材料五钢的热处理 23 1使用要求2工艺要求3经济性要求 24 第七节机械零件的工艺性及标准