第9章零件概论.pptVIP

* * 设计者：刘扬 9.1.1失效分析. 1.失效的定义：　各种机械零件在运行中由于某种原因不能正常工作。 2、机械零件设计的中心问题： 　　如何保证零件在预期的寿命内不失效。零件不发生失效时的安全工作限度称为工作能力。 3、失效形式 1）.断裂：占总失效的5％ 零件在（拉、压、弯、扭）的载荷作用下，σσB（材料的强度极限）就可能发生断裂。 9.1机械零件设计基础 3、失效形式： 1）断裂：占总失效的5％ 2）过大的残余变形 在载荷的作用下σσS则产生残余变形。 3）零件的表面破坏：占74％ 4）接触疲劳 在接触变应力长期作用下,产生点蚀 5）腐蚀 在有害介质中，如 零件 生锈 6）正常工作条件破坏引起的失效 动压滑动轴承：缺油、轴承油膜破坏 带传动：过载打滑 9.1.2、载荷和应力： 1.载荷 a.静载荷：不随时间变化或变化缓慢的载荷。 b.动载荷：随时间作周期性变化或非周期性变化的载荷。 在设计计算中，常把载荷分为名义载荷和计算载荷。 　　　　Fc=K*F　　Tc=K*T 2.应力 静应力：不随时间而变的应力。 变应力：不断随时间变化的应力。 大多数零件都是处于变应力状态下工作。 3、交变应力的描述 sm─平均应力； sa─应力幅值 smax─最大应力； smin─最小应力 r ─应力比 r= σmin/σmax 描述规律性的交变应力可有5个参数，但其中只有两个参数是独立的。 r = -1　对称循环应力 r=0　脉动循环应力 r=1　静应力 4.变应力下的破坏形式： 疲劳破坏 A、疲劳断裂的特征： 1）疲劳断裂的最大应力远比静应力下的强度极限低，甚至比屈服极限低。 2）其疲劳断口为无明显塑性变形的脆性突称然断裂。 3）疲劳断裂是损伤的积累。 形成过程：表面初始裂纹→裂纹扩展→断裂。 其断口有明显的光滑区和粗糙区。 零件在变应力作用下，其极限应力不仅与材料的性能有关，而且应力的循环特性r、应力循环次数N、应力集中、零件的表面状态和零件的大小都对极限应力有很大的影响。 9.1.3机械零件的设计准则 1. 强度准则 机械零件的强度分为体积强度和表面接触强度。 （1）体积强度 ≤ σca≤σlim/S　 其中：σca--计算应力 σlim--极限应力 S--安全系数 接触应力 　　两个零件在受载前是点、线接触，受载后，在接触区附近产生的应力和变形，称为接触应力和接触变形。 　　接触应力多为变应力，在这种情况下产生的失效是疲劳点蚀 (2) 机械零件的接触强度 机械零件的接触强度计算 接触应力是不同于以往所学过的挤压应力的。挤压应力是面接触引起的应力，是二向应力状态，而接触应力是三向应力状态。接触应力的特点是：仅在局部很小的区域内产生很大的应力。 式中ρ1和ρ2 分别为两零件初始接触线处的曲率半径, 其中正号用于外接触，负号用于内接触。　　　　　 　　对于线接触的情况，其接触应力可用赫兹应力公式计算。 　 2. 刚度准则： 弹性变形≤允许极限值。例y≤[y]。 3.寿命准则： LnLn’ 滚动轴承 4.可靠性准则： 机械性设计可靠度 R(t)=N/N。 N。－总数　 N－滚动轴承失效数106 转 R(t)=0.90 9.1.4机械零件的设计方法 1.传统的设计方法 1）理论设计 依据人们长期总结出的设计理论和实验数据进行的设计。 ａ.设计计算，可以简化成简单力学模型。 根据零件的工作情况和工作能力准则确定计算公式。 拟订安全条件（［σ］或［y］） 计算零件危险剖面的尺寸。 根据结构工艺要求和尺寸协调原则进行结构设计 A≥F/［σ］ 如：齿轮传动、螺栓联接 9.1.4机械零件的设计方法 1.传统的设计方法 1）理论设计 ｂ.校核计算：结构复杂　应力分布复杂的零件 ①先参考已有实物、图纸和经验数据，初步拟订零件的结构