机械零件的失效形式

基本要求：理解机械零件设计的基本要求、机械零件的工作能力、计算准则、材料选择的一般要求；了解机械零件的工艺性、公差与配合及其标准的意义。重点：机械零件的工作能力和整体强度；机械零件的接触强度。机械零件设计概论机械零件的失效形式：破坏性失效和非破坏性失效1、断裂或塑性变形2、过大的弹性变形3、磨损4、强烈的振动5、其他：联接的松弛；摩擦传动的打滑等§9-1机械零件设计概述★机械零件设计应满足的基本要求：工作可靠、成本低廉。★机械零件的失效：由于某种原因不能正常工作的现象。载荷——称为承载能力磨损——称为耐磨性振动——称为稳定性★机械零件的工作能力：在不发生失效的条件下，零件所能安全工作的限度。§9-1机械零件设计概述★机械零件设计应满足的基本要求：工作可靠、成本低廉。★机械零件的失效：由于某种原因不能正常工作的现象。★机械零件设计的计算准则：

计算量≤许用量例如：强度判定条件：工作应力≤许用应力刚度判定条件：变形量≤许用变形量§9-1机械零件设计概述★机械零件的工作能力：在不发生失效的条件下，零件所能安全工作的限度。★机械零件设计应满足的基本要求：工作可靠、成本低廉。★机械零件的失效：由于某种原因不能正常工作的现象。★机械零件设计的一般步骤:1、拟定零件的计算简图；2、确定作用在零件上的载荷；3、选择合适的材料；4、根据零件可能出现的失效形式，选用相应的判定条件，确定零件的形状和主要尺寸；5、绘制工作图并标注必要的技术条件。1、通过设计计算出的零件尺寸一般并不是最终采用的数值，设计者还要根据制造零件的工艺要求和标准、规格加以圆整；2、在一般机器设计中，只有一部分零件是通过计算确定其形状和尺寸的，而其余的零件则仅根据工艺要求和结构要求进行设计；3、设计工作是一个反复进行的过程，经过多次修改方案，改变设计参数，才能得到比较合理的结果。注意:计算准则:载荷：作用在零件上的外力或外力矩。载荷的类型：名义载荷：计算载荷：在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。§6-2机械零件的强度计算载荷=K×名义载荷载荷系数不随时间变化的应力。随时间变化的应力。具有周期性的变应力

。塑性材料σS脆性材料σB变应力下的许用应力★变应力下零件的失效形式：

疲劳断裂

★疲劳断裂特征：1、疲劳断裂的最大应力＜材料的屈服极限；2、疲劳断口均表现为无明显塑性变形；3、断口上明显地有两个区域：光滑区、粗糙区；4、疲劳断裂是损伤的积累的结果。★疲劳曲线1、应力越小，能经受的循环次数越多。应力循环基数应力循环N次时，材料的疲劳极限。材料的持久疲劳极限2、疲劳曲线的左半部（N≤N0），可用下列方程表示：对应于循环次数N的弯曲疲劳极限：★许用应力对称循环：脉动循环：应力集中系数尺寸系数表面状态系数机械零件在载荷重复作用下，首先在表层内产生初始疲劳裂纹，然后裂纹逐渐扩展，（如有润滑油，则被挤进裂纹中产生高压，使裂纹加快扩展）最终使表层金属呈小片状剥落下来，而在零件表面形成一些小坑。后果：1、损坏零件的光滑表面；

2、减小了接触面积，降低承载能力;3、引起振动和噪声。1.失效形式：疲劳点蚀§6-3机械零件的接触强度2.接触应力的计算由弹性力学知，当两个轴线平行的圆柱体相互接触并受压时，其接触面积为一狭长矩形，最大接触应力发生在接触区中线上，其值为:1.失效形式：疲劳点蚀§6-3机械零件的接触强度1.失效形式：疲劳点蚀2.接触应力的计算机械零件的接触强度3.接触疲劳强度的判定条件1、磨损：运动副中，摩擦表面物质不断损失的现象。2、耐磨性：零件抗磨损的能力称。3、计算准则：在预定使用期限内，零件的磨损量不超过允许值。5、耐磨性计算§6-4机械零件的耐磨性2.材料的选择：使用要求、工艺要求、经济要求§6-5机械制造常用材料及其选择机器在装配时，零件可不经任何修配、加工及调整，就能装成机器，并完全符合规定的使用性能要求。按照这种原则生产的零件、部件或机器。1.公差与配合1.1互换性§6-6公差与配合、表面粗糙度和优先数系1.2互换性的意义1.3公差与配合的基本术语1、极限尺寸:2、公差：3、公差带：4、配合：允许尺寸变化的两个界限值，其中较大的为最大极限尺寸；较小的为最小极限尺寸。两个允许的极限尺寸之差。上下偏差的两条直线所限定的区域。同一基本尺寸的孔与轴的配合。互换性的意义：在各种机器和仪器中的齿轮、滚动轴承等都具有互换性。当它们损坏时，就能够迅速地用新的替换，缩短修理时间，节约修理费用，保证机器工作的连续性和持久性，提高机器的使用率。我们熟悉的灯泡、自行车、缝纫机、钟表等中的零部件一但损坏，之所以能很快更换新的，就是因为它们具有互换性。对影响范围大的重要设备及军用品的修复，零部件具有互换性的意义就更大。机械零件的几何形体通常是通过加工得到的。然而任何加工方法都不可能把零件加工得绝对准确，在尺