第02章机械零部件设计中的强度与耐磨性.pptVIP

2.3.5 稳定变应力状态下零件疲劳强度的计算 稳定变应力和非稳定变应力 1.稳定变应力---- 循环中平均应力、应力幅和周期都不随时间 变化的变应力。 2.非稳定变应力----上述参数之一若随时间变化则称作非稳定变应力。 T 稳定变应力 第30页，共65页，编辑于2022年，星期五 规律性不稳定变应力 随机性不稳定变应力 第31页，共65页，编辑于2022年，星期五 1. 许用应力法 2.3.5 稳定变应力状态下零件疲劳强度的计算 式中： — 零件在危险点处的最大工作应力 — 零件受到对称循环变应力的作用 — 零件在对称循环下的许用应力 -1 — 安全系数 零件受对称循环变应力作用： 零件受非对称循环变应力作用： — 零件所受的最大工作应力幅 — 零件的许用应力幅 要用降低了的许用应力值 第32页，共65页，编辑于2022年，星期五 1. 许用应力法 2.3.5 稳定变应力状态下零件疲劳强度的计算 2. 安全系数法 零件危险点处的最大工作应力应小于或等于零件的许用应力 零件危险截面处的安全系数应大于或等于零件的许用安全系数 — 零件危险截面处的安全系数 — 零件的许用安全系数 安全系数表示的强度约束条件见课本P26 第33页，共65页，编辑于2022年，星期五 2.3.6 复合应力状态下安全系数的强度约束条件 零件在对称循环弯扭复合应力状态下： 零件在非对称循环弯扭复合应力状态下： 的计算公式不同，见课本P26 第34页，共65页，编辑于2022年，星期五 2.4 机械零件的表面接触强度 若两个零件在受载前是点接触或线接触。受载后由于变形，其接触处为一小面积，通常此面积甚小而表层产生的局部应力却很大，这种应力称为接触应力。这时零件强度称为接触强度。 如:齿轮、凸轮、滚动轴承等。 失效形式常表现为： 疲劳点蚀 后果： 减少了接触面积、损坏了零件的光滑表面、降低了承载能力、引起振动和噪音。 属于变应力作用下的接触疲劳破坏 第35页，共65页，编辑于2022年，星期五 初始疲劳裂纹 初始疲劳裂纹 机械零件的接触应力通常是随时间作周期性变化的，在载荷重复作用下，首先在表层内约15～20μm处产生初始疲劳裂纹，然后裂纹逐渐扩展(润滑油被挤进裂纹中将产生高压，使裂纹加快扩展，终于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 ，这种现象称为渡劳点蚀。发生疲劳点蚀后，减小了接触面积，损坏了零件的光滑表面，因而也降低了承载能力 。 裂纹的扩展与断裂 油 金属剥落出现小坑 第36页，共65页，编辑于2022年，星期五 由弹性力学可知，应力为： “+”用于外接触， “-”用于内接触。 σH σH ρ2 b ρ1 ρ1 Fn b ρ2 σH σH Fn （MPa） b -------接触长度; Fn -------作用在圆柱体上的载荷; E1, E2 —两圆柱体材料的弹性模量 μ1,μ2—两圆柱体的泊松比 第37页，共65页，编辑于2022年，星期五 σH -------最大接触应力 接触疲劳强度的判定条件为： — 材料的许用接触应力 — 材料的接触疲劳极限 —接触疲劳安全系数 第38页，共65页，编辑于2022年，星期五 2.5 机械设计中的摩擦、磨损与润滑 2.5.1 摩　擦 2.5.2 磨　损 2.5.3 润 滑 2.5.4 流体动力润滑的基本原理 引 言 第39页，共65页，编辑于2022年，星期五 引 言 摩擦现象是自然界中普遍存在的物理现象。对于机器来讲，摩 擦会使效率降低，温度升高，表面磨损。过大的磨损会使机器丧失 应有的精度，进而产生振动和噪音，缩短使用寿命。 世界上使用的能源大约有 1/3~1/2 消耗于摩擦。如果能够尽力 减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。 机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废。 润滑是减小摩擦、减小磨损、提高机械效率的最常用最有效方法。 关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学。 本章主要介绍有关摩擦、磨损和润滑的一些基础知识。 第40页，共65页，编辑于2022年，星期五 2.5.1 摩 擦 1、摩擦的定义和分类 一、定义: 两个接触表面作相对运动或有相对运动的趋势时，将会产生阻止其相对运动的现象，这种现象就称为摩擦。 可用摩擦系数衡量其大小 二、分类： 内摩擦 外摩擦 按摩擦副的运动状态 静 摩 擦 动 摩 擦 按摩擦副的运动形式 滑动摩擦 滚动摩擦 按表面润滑状态不同 干摩擦 流体摩擦 混合摩擦 边界摩擦 第41页，共65页，编辑于2022年，星期五 摩 擦 三、滑动摩擦的四