2022年《机械设计基础》教案二

1、浙江工业职业技术学院日期： 2022.9 NO2 课题 1.4 机械零件强度 2.1 摩擦与磨损1明白机械零件强度的的概念目的要求 2明白摩擦的状态、磨损的过程；机械零件强度、摩擦的状态和磨损的过程,是本次课的重点；重点、难 点而机械零件强度因应力种类多而抽象是学习的难点；1常见的载荷和应力有哪些？复习提问 要点：教具、实2何谓机械零件的体积强度和表面强度？3常见的摩擦状态有哪些？4磨损包括哪三个过程？教材、教案、教参等；验及教学 手段作业布置老师讲解为主（举例、介绍体会） ,举一反三,课后小结,布置作 业；P24： 2-2 2-3 上课与作业情形均较好,大部分同学反映通过学习,机械零件的教学

2、反映 强度和对摩擦和润滑有了深层次的熟悉；机械零件的强度其实以前已学过,但由于比较抽象,往往学得不课后分析够扎实,因此适当的复习是必需的；摩擦、磨损是机器工作中的必定 现象,摩擦严峻会导致磨损加快,使机器提前失效,因此必需讨论摩擦的机理及磨损的过程,使摩擦和磨损掌握合理的范畴内；复习提问 1、机器与机构；2、机器应有满意的基本要求；3、零件的失效形式和设计运算准就 新课导入1、零件的失效形式和设计运算准就机械零件抗击外力作用的才能称为强度,假如强度不够,就会产生零件的失效；由于作用的外力的性质不同,零件必需满意各种强度条件； 1.4 机械零件强度一、载荷和应力1、载荷分类作用在机械零件上的力和

3、力矩统称为载荷；可分为静载荷和变载荷 （或动载荷）；在设计运算时,可将载荷分为名义载荷和运算载荷；按原动机额定功率运算出来载荷称为名义载荷；用 F、T 表示；假如考虑了冲击和振动及载荷在零件上分布的不均性；就将名义载荷修正后用于设计运算的载荷称为运算载荷；用 K1；2、应力分类FC、TC表示；就 FC=KF,其中 K 为载荷系数,静应力、变应力；具有周期性的变应力称为循环应力；图 1-2 应力类型平均应力：mmaxmin/2应力幅：a0maxmin/2循环特性：rmin /maxm0 ,r1时,称为对称循环变应力；min0,r时,称为脉动循环变应力；二、机械零件体积强度零件受载时, 假如应力在

4、较大的体积内产生,强度；就称应力状态下的零件强度为体积1、静应力下零件的强度失效形式：变形、断裂；2、零件的疲惫强度（零件在变应力作用下的强度极限）失效形式：疲惫断裂 疲惫过程的三个阶段：在变应力作用于下产生初始裂纹；裂纹尖端在切应力作用下产生反复的塑性变形,使裂纹扩展；当裂纹达到临界尺寸时,发生瞬时断裂；变应力的极限应力称为疲惫极限；即在肯定的循环特性r 作用下,应力循环 N 次（通常 10 7次）材料不发生疲惫破坏的最大应力；=KrS为尺寸系数 为表面状态系数 K 应力集中系数 三、机械零件的表面强度零件受载时, 假如应力在较浅的表层内产生,为表面强度；1、表面接触强度就在这种应力状态下的

5、零件强度称对于点接触或线接触的零件表面,由于局部变形使接触处产生很大的局部应力,称为接触应力； 接触应力一般都是交变应力,零件强度称为接触强度； H H= Hlim /SH 2、表面挤压强度按脉动循环处理； 在接触应力作用下的面接触而无相对运动的零件, 在传递载荷时, 接触表面上因相互挤压而产生的压应力称为挤压应力； P P 失效方式：塑性材料,塑性变形；脆性材料,压溃； 2.1 摩损、磨擦和润滑 一、摩擦 1、摩擦的状态 两个紧密接触的物体作相对运动或具有相对运动的趋势时其接触面间会产生阻 碍这种运动的阻力,这现象称为摩擦；摩擦分为静磨擦和动磨擦；动磨擦可分为滑动磨擦和滚动磨擦；滑动磨擦可分

6、为干磨擦、边界磨擦、流体磨擦和混合磨擦；1）干摩擦 无润滑剂的摩擦；摩擦系数较大,一般应防止这种摩擦；2）边界摩擦 两摩擦面间加入润滑剂后,金属表面会吸附一层极薄的润滑膜,这种摩擦状态称 为边界摩擦；摩擦系数 f 为 0.08-0.15；边界膜的强度不高,随温度上升而显著降低；3）流体摩擦 两摩擦表面被流体完全隔开时的摩擦称为流体润滑；摩擦力是流体层间的粘切阻 力,摩擦系数 f 为 0.001-0.01,是抱负的摩擦状态；4）混合摩擦是边界摩擦和流体摩擦共存的摩擦状态；摩擦系数 二、磨损f 比边界摩擦时小得多；运动副表面材料不断缺失的现象称为磨损；磨损产生热量,消耗功,降低效率；转变零件的外形

7、和尺寸,降低零件工作的牢靠性；1、磨损过程磨 损稳固磨损猛烈磨损磨损过程可用磨损量与运转时间的关系（磨损曲线）来表示；量它由磨合、稳固磨损、猛烈磨损磨合三个阶段组成；磨损量与载荷、材料、润滑、工作等有关；时间2、磨损分类1）磨粒磨损 坚硬的磨粒或其他硬颗粒进入摩擦表面,对零件表面起磨削作用,使金属表面磨损的现象,称为磨粒磨损；合理挑选摩擦副材料、提高零件表面硬度,是减轻磨粒磨损的途径；2）粘着磨损 在混合摩擦或边界摩擦状态下,边界膜可能被破坏,两接触表面材料发生粘结,发生材料由一个表面对另一个表面转移的现象,称为粘着磨损；粘着磨损分为稍微磨损、胶合和咬死；合理挑选摩擦副材料和选用油性润滑剂,限制摩擦面