机械零件的强度

1、11-3 机械零件的强度2相关概念：1、失效 零件丧失工作能力或达不到要求的性能时，称为失效。2、机械零件常见的失效形式：（1）断裂（2）过量变形（弹性或塑性）（3）表面失效（过度磨损、打滑等）4相关概念：3、工作能力：零件不发生失效时的安全工作限度。4、强度是反映机械零件承受载荷时不发生失效的重要指标。一、载荷和应力1、载荷（1）静载荷（2）变载荷5一、载荷和应力2、应力（1）应力：零件在载荷的作用下产生内力，单位截面上的内力称为应力。应力的单位：Pa 1 Pa = 1 N/m2 MPa 1MPa = 106 Pa = 1N/mm2（2）静应力和变应力6二、机械零件的强度1、零件工作应力是静

2、应力时，强度的主要表现为断裂或塑性变形。 （ 零件失效的形式）7二、机械零件的强度2、零件工作应力是变应力时，强度的主要表现为抵抗疲劳断裂的能力，即疲劳强度。8二、机械零件的强度3、两零件表面接触而无相对运动，承载时因相互挤压作用而产生挤压应力，此时零件强度表现为抵抗压溃或塑性变形，即挤压强度。9二、机械零件的强度4、机械中的高副，由于接触面很小，表层的局部应力很大，这种接触应力一般都是应力，其强度表现为疲劳点蚀。高副机构（higher pair），或简称作高副，在机械工程中，指的是机构的两构件通过点或线的接触而构成的运动副。14 摩擦和磨损一、摩擦1、摩擦的定义摩擦是指两物体的接触表面阻碍它

3、们相对运动的机械阻力。2、摩擦副：相互摩擦的两个物体称为摩擦副。3、摩擦的分类：（1）（2）根据摩擦副的运动状态分：3、摩擦的分类：（2）根据摩擦副的运动状态分：（3）按表面润滑状态分： 、干摩擦 没有润滑剂的摩擦面称为干摩擦。如人在地面行走，脚后跟与地间形成的干摩擦。 （3）按表面润滑状态分： 、边界摩擦 摩擦表面有一层极薄的润滑剂。如人在湿润的地面行走；人在有粉尘的瓷砖上行走；洗脸盆边沾上一层很薄的油污后，手与脸盆边之间的摩擦状态等都可看成边界摩擦，边界摩擦的摩擦因数比干摩擦略有改善。 、液体摩擦 摩擦表面被液体润滑膜完全隔离开的摩擦。如轮船在水中行走，水把船底和河床隔离开；气垫、磁垫使机

4、车和导轨隔离开。在机械传动中，两零件表面之间处于液体摩擦状态是最理想的状态，但是很难达到这种状态。 、混合摩擦 机械运动的接触表面，大多数处于以上三种摩擦状态的混合，称之为混合摩擦。混合摩擦比前二种状态好，但比液体摩擦状态差些。 二、机械零件的磨损 1、磨损类型 （1）粘着磨损 发生在重载状态，表面没有润滑的干磨损状态，当摩擦发热的温度超过金属的熔点时，两运动表面产生溶化、粘着。材料之间出现转移，表面形成胶粘划伤。提高油性和润滑油的粘度是减少粘着磨损的有效措施。 （2）磨粒磨损 （磨料磨损） 摩擦表面渗入硬颗粒将表面划伤，如眼睛中进入微小的粉尘，将眼球划伤一样。为了防止出现磨粒磨损，机器尽可能

5、选择闭式传动，且定期更换润滑油，保证润滑剂的洁净。 （3）表面疲劳磨损 发生在有充足润滑油的运动表面。当周期性工作达到一定期限之后，如一百万次，接触表面会产生疲劳裂纹，由于充足的润滑油渗入到裂纹中，接触表面短时间形成封闭裂纹，使裂纹内的油液压力急剧升高，超过材料的极限强度之后，金属表面材料出现脱落，形成麻坑，称之为点蚀。如果没有足够的润滑油，不可能形成麻坑，称之为表面磨损。 （4）腐蚀磨损 接触表面受到腐蚀性的气体、液体的侵蚀而产生的表面破坏，如化工行业制酸、碱设备的零件损坏是由于酸碱腐蚀反应而造成的。所以一般化工企业采用不锈钢材料作为机器的零件 。 （5）冲蚀磨损 当一束含有硬质微粒的流体冲

6、击到固体表面上时就会造成冲蚀磨损。冲蚀磨损是在有摩擦的情况下，固体表面受到硬质微粒冲击且反复作用而造成的表层疲劳破坏。 2、磨损的过程 任何相对运动，即使润滑条件再好，也不可避免地会出现正常的磨损。磨损分为三个阶段：即磨合阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段。经过机械加工后的表面，无论其表面粗糙度值很小，也达不到磨合后的标准，所以相对运动的表面必然要经过正常的磨合阶段。 如新出厂汽车的磨合期为2000km，表明2000km之后，各运动表面进入正常磨损阶段，该阶段的长短标志着机器的使用寿命。机器的质量越高，其稳定磨损阶段越长，使用的寿命越长。（1）磨合阶段（2）稳定磨损阶段（3）剧烈磨损阶段 当机器的运动表面磨损超过设计的数值后，间隙过大，使运动表面产生过大的冲击振动，机器进入剧