机械设计 邱宣怀版 知识点

1、第二章失效：机械零件丧失工作能力或达不到设计要求的性能时，称为失效。2零件的失效形式有：1）断裂；2）过犬塑性变形；3）过量的弹性变形；4）表面失效（工作表面的过度磨损或损伤等）；5）其他形式（联接的松弛、摩擦传动的打滑等）。3在不发生失效的条件下，零件所能安全工作的限度，称为工作能力。通常此限度是对载荷而言，所以习惯上又称为承裁能力。4设计零件时，首先应根据零件的失效形式确定其设计准则以及相应的设计计算方法。一般来讲，有以下几种准则：强度准则：确保零件不发生断裂破坏或过人的塑性变形，是最基本的设计准则。刚度准则：确保零件不发生过大的弹性变形。寿命准则：通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。振动稳

2、定性准则：高速运转机械的设计应注重此项准则。可靠性准则：当计及随机因素影响时，仍应确保上述各项准则。5作用在机械零件上的载荷通常分为静载荷和变载荷两人类。静载荷是指人小、作用位置和方向不随时间变化或变化缓慢的载荷，如楼房梁的受载。变载荷是指犬小、作用位置或方向随时间变化的载荷，如曲柄压力机的曲轴和汽车悬架弹簧等所受的载荷。6在设计计算中，通常把载荷分为名义载荷和计算载荷。载荷系数与名义载荷的乘积，称为计算载荷。7.按应力随时间变化的特性不同，应力分为静应力和变应力两人类。静应力是不随时间变化或变化缓慢的应力（图a）。变应力是随时间变化的应力（图b、c、d）o变应力是多种多样的，但可归纳为：非对

3、称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种基本类主静应力非对称循坏变应脉动循环变应力对称循坏变应力8静应力只能在静载荷作用卜产生。变应力町能由变载荷产生，也可能由静载荷产生。两种判断零件强度的方法式中：Q、T零件的最大工作应力。其中O为正应力,可由拉伸、压缩、弯曲等产生；T为切应力，可由扭转、剪切等产生；c、T许用正应力、许用切应力；clim、tlun材料的极限正应力、极限切应力；So,St一一对应于正应力、切应力的许用安全系数。式中So,St一一对应于正应力和切应力的计算安全系数。如果零件所受的应力状态为双向、三向应力状态时，需按材料力学的强度理论来计算零件的最大工作应力。9零件在静应

4、力作用卜的失效形式一一塑性变形或断裂10零件在变应力时工作的零件，其强度失效将是疲劳断裂11循坏特性r一定时，应力循环N次后，材料不发生疲劳破坏的最人应力，称为疲劳极限,用o1NsN表示。12许用安全系数选取要考虑的三个最主要因素：计算的准确性材料的均匀性零件的重要性13零件在循环接触卜工作，接触应力随时间变化接触表面的失效形式属于疲劳破坏，称为表面疲劳磨损。14提高接触疲劳强度的措施1）控制最大接触应力。2）提高接触表面硕度，改善表面加工质量。3）增大综合曲率半径P艺。4）改外接触为内接触，点接触一线接触。5）采用适当粘度的润滑油。15通过局部配合面间的接触来传递载荷的零件，在接触面上的压应

5、力称为挤压应力。16提高表面磨损强度的主要措施（1）选用合适的摩擦副材料：（2）提高表面硬度：（3）降低表面粗糙度值：（4）采用有效的润滑剂和润滑方法；（5）表面镀层，氧化处理；（6）防止尘土落入两摩擦表面间；（7）限制温度过高。例2.1己知一对外啮合渐开线标准直齿圜柱齿轮传动，节点处齿廓曲率半径A=17.10/;/;/p2=68.407/7/7?,当该用正传动后，Pl2091977p2=83.674加其他条件不变，试问齿面最人接触应力降低百分之几？解：在齿面接触强度计算中，将齿廓在节点处啮合看为两圆柱体接触，其半径为节点处齿廓曲率半径，采用两圆柱体最人接触应力计算公式，最人接触应力为：F（丄

6、）Pz当曲率半径发生变化而其他条件不变时，上式町以写成丄丄+丄+丄“.0731标准齿轮传动pp、p、17.1068.40%心=AV0.0731=0.270Ap七七=爲+烏r小98o-max=aVo.0598=0.2454应力比叽k_0.2454_09070-270A刚度：零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。2.表示：K=F/X产生单位变形量所需要的外力或外力矩。柔度：C=l/K,刚度的倒数，单位外力或外力矩产生的弹性变形量。第三章疲劳强度计算方法：安全一寿命设计法在规定的工作期间内，不允许零件出现疲劳裂纹，一旦出现，即认为零件失效。破损一安全设计法允许零件存在裂纹，但须保证在规定的工作周期内能

7、安全可靠的工作。疲劳断裂分为两个阶段：第一阶段产生初始裂纹，形成疲劳源：第二阶段裂纹扩展发生断裂，疲劳曲线（。-N曲线）有限寿命区|无限寿命区N应力循坏次数o1N疲劳极限（对应于N）NO一循坏基数（一般规定为I。）or一疲劳极限（对应于NO）mr_mr5N=常数=6由此得：式中，Or、NO及m的值由材料试验确定。KVN称为寿命系数。例题3.1已知45钢的o=300MPa,N0=曲线图。解：在双对数坐标上取一点E,其坐标为,m=9,用双对数坐标绘出该材料的疲劳lgNo=lglO7lgbj=lg300过E作斜率等于/9的直线，即为所求的疲劳曲线。第四章内摩擦-外摩擦丁静摩擦一动摩擦丁滑动摩擦-滚动

8、摩擦发生在物质内部，阻碍分子间相对运动的摩擦叫作内摩擦相互接触的两个物体发生相对滑动或有相对滑动的趋势时，在接触表面上产生的阻碍相对滑动的摩擦叫作外摩擦、弹性变形塑性变形干摩擦边界摩擦流体摩擦混合摩擦边界摩擦、混合摩擦和流体摩擦所对应的润滑状态分别称为边界润滑、混合润滑和流体润滑。区别润滑状态的重要参数是膜厚比XminAW1时：为边界摩擦（润滑）状态：f=0.1入=13时：为混合摩擦（润滑）状态；在机器使用中磨损是不可避免的，针对上述磨损的三个阶段，在设计或使用机器时，应该力求：（1）缩短磨合期；（2）延长稳定磨损期；（3）推迟剧烈磨损的到来。根据磨损机理来分类：（1）粘附磨损（胶合磨损）（2

9、）磨粒磨损（3）疲劳磨损（疲劳点蚀）（4）流体磨粒磨损（5）流体侵蚀磨损（6）机械化学磨损（7）微动磨损润滑剂润滑剂的主要作用是减小摩擦，降低工作表面温度；在摩擦面间加入润滑剂的主要好处是：降低摩擦；减轻磨损；保护零件不遭锈蚀；釆用循环润滑时还能起到散热降温的作用；润滑油膜具有缓冲吸振的能力；润滑脂可起到密封作用。润滑剂可分如下基本类型：(1)液体；(2)半固体；(3)固体；(4)气体。液体润滑剂：是应用最广的润滑剂，包括矿物油、动植物油、合成油和各种乳剂。半固体润滑剂：主要是指各种润滑脂。固体润滑剂：是任何可以形成固体膜以减少摩擦阻力的物质。气体润滑剂：任何气体都可作为气体润滑剂，其中用得最多的是空气，它主要用在气体轴承中。润滑油分类:有机油，矿物油，化学合成油。粘度可定性地定义为它的流动阻力，是润滑油最重要的性能之一，可分为动力、运动和条件粘度三种。第六章被联接件联接组成联接件动联接联接件与被联接件间有相对运动的联接。类型联接联接件与被联接件间无相对运动的联接。可拆的联接一多次装拆，无损使用静联接不可拆联接一拆后至少损坏一个零件/单个螺栓：受各类载荷时的设计计算螺纹联接（螺栓组：受几种典型载荷（三角形螺纹：常用于联接,rT譬寫蠶F）梯形螺纹：常用于传动|锯齿形螺纹：常用于传动，单向受栽按螺