机械零件的强度计算

1、同济大学机械设计第三章 机械零件的强度计算JXSJ11同济大学机械设计JXSJ#同济大学机械设计第0节 强度计算中的基本定义一. 载荷1. 按载荷性质分类：1）静载荷：大小方向不随时间变化或变化缓 慢的载荷。2）变载荷：大小和（或）方向随时间变化的 载荷。2. 按使用情况分：1）公称载荷（名义载荷）：按原动机或工作 机的额定功率计算出的载荷。2）计算载荷：设计零件时所用到的载荷。计算载荷与公称载荷的关系：Fca=kFn M ca=kM Tca=kTn3）载荷系数：设计计算时，将额定载荷放大 的系数。由原动机、工作机等条件确定。JXSJ#同济大学机械设计JXSJ#同济大学机械设计* ./ 亠 X

2、 7静应力r1.按应力性质分 <r1变应力彳应力非对称循环变应力对称循环变应力脉动应力规律性非稳定变应力 非稳定变应力Tt脉动应力JXSJ12同济大学机械设计JXSJ#同济大学机械设计2.按强度计算使用分1）工作应力：由 计算载荷按力学公式求得的应力。2）计算应力：由强度理论求得的应力。3）极限应力：根据 强度准则、材料性质和应力种类所选择的机械性能极限值 -lim。4）许用应力：等效应力允许达到的最大值。二=；|im/S；JJXSJ#同济大学机械设计JXSJ13同济大学机械设计第1节材料的疲劳特性疲劳曲线1.疲劳曲线给定循环特征="J|im/"max，表示应力循环次

3、数N与疲劳极限二的关系曲线称为疲劳曲线（或"-N ）。整理:k n其中:1)方程中参数说明kN-寿命系数a)b)c)受应力状态钢青铜拉、压、弯、扭应力99接触应力68低硬度W 350HB , No=107高硬度 >350HB No=25X107指数m：不同，二N不同；越大，二也越大。限应力线图1）定义：同一材料，对于不同的循环特征进行试验, 坐标系上，所得的曲线称为极限应力线图。求得疲劳极限，并将其绘在匚a-aCJXSJ14同济大学机械设计JXSJ15同济大学机械设计2）简化曲线3）；-N 与关系a）a-N曲线：同一循环特征下、不同循环次数。b）；m-；a:不同循环特征、相同循

4、环次数。第二节机械零件的疲劳强度计算、影响疲劳强度的因素影响机械零件疲劳强度的主要因素有:应力集中、尺寸大小、表面质量 等。它们零件疲劳极限的影响用综合影响系数 它与应力集中关系为：K 产（k#<+1/y1）/yK=（k/；+1/T/y其中：k；:、k；：-零件有效应力集中系数k；=i+q；：.（： ；T）k =1+q （： -1）q ；：、q：T材料的敏感系数一二、理论应力集中系数:零件的尺寸系数1、表面状态系数'-q-表面强化系数、考虑应力综合影响系数时极限应力线图三、向稳定变应力下的机械零件疲劳强度何谓单向.、复杂、稳定变应力？、S=；lim/二 max>S；1作应力

5、的增长规律1）应力循环特征为常数=C2）平均应力为常数常数二m=C 例：弹簧。3）最小应力为常数min=C例：螺纹联结A （O,kN；-i/k；-）D （kiN；o/2,kN o/2k；-）cmA A零件有限寿命疲劳极限例：只受弯矩的转动轴。JXSJ16同济大学机械设计JXSJ17同济大学机械设计2.循环特征为常数时的强度计算1）求极限应力：二m/；a -（二max"二 min ）/（联解AD和0C得零件极限应力：二 max+ ；min二m= kN；_.；m/ ；ae 其中：二ae= k ；j - a+ " c m2）强度计算（1）按应力幅计算安全系数C'在 A'E'上S：a=-a'/ -a=k; -心嘉+ 产m=Tae-等效应力幅（）/（?）=常数因为常数.平均应力折合为应力幅的等效系数 按静强度计算C'在E'S上S；=s/（；a+f）第4节械零件的接触强度机械零件的表面强度分：表面接触强度、表面挤压强度、表面磨损强度1.表面接触强度的计算1）接触应力的概念两零件构成高副接触， 接触处形成较小的接触面积,产生很大的应力,该应力称为接触应力。2）接触应力的计算接触应力按弹性力学中赫兹公式计算a）线接触Frrb点接触FX1、F"P1-皆+ 2i< E1E2)-