机械零件的工作能力和计算准则.ppt

整体同一种零件失效形式可能有数种,如轴的失效形式有：断裂、过量弹性变形、塑性变形、共振等第2章机械零件的工作能力和计算准则失效：零件丧失工作能力或达不到设计要求性能失效形式:零件失效原因：强度、刚度、振动、磨损、温度等方面绝大多数情况下工作能力：零件不发生失效时的安全工作限度。通常对载荷而言，称之为承载能力。有时也针对变形、速度、温度、压力等的限度而言§2.1载荷与应力的分类载荷的分类静载荷变载荷静应力变应力nPn应力的分类随机变应力规律性非稳定变应力一个循环OOtt注意:变载荷→变应力静载荷→静应力或变应力变应力分为:规律性变化变应力和随机变应力规律性变化变应力又可分为:规律性非稳定变应力和稳定循环变应力稳定循环变应力非对称循环变应力对称循环变应力脉动循环变应力静应力基本参数ammaxammin2minmaxm2minmaxamaxminrr称为变应力循环特性，当σm≥0时，-1≤r≤1注意：上述5个参数中已知其中2个便可求出其余3个。-1r1——不对称循环；r=–1——对称循环；r=1——静应力；r=0——脉动循环§2.2机械零件的强度1、强度条件法：σ≤[σ]或τ≤[τ]sslimlim][;][极限应力安全系数σlim=σs；τlim=τs塑性材料σlim=σB；τlim=τB脆性材料断裂或塑性变形强度条件法和安全系数法是两种常用判断零件强度的方法注：计算疲劳强度时，极限应力应取疲劳极限σrN2、安全系数法：Sσ≥[Sσ]或Sτ≥[Sτ]确定许用安全系数：1.需要考虑的因素：（1）载荷和应力的性质和计算的准确性（2）材料性质和材质的不均匀性（3）零件重要程度（人身伤亡、机器故障）（4）工艺质量和探伤水平（5）运行条件（平稳、冲击）（6）环境状况（腐蚀、温度）2.选用原则：在保证安全、可靠的前提下，尽可能选用较小的许用安全系数§2.3机械零件的表面强度)]1()1[()1(222121EEbFH表面接触强度计算依据：赫兹公式如两圆柱体接触时的公式为：失效形式1）静应力:表面压碎—脆性材料表面塑性变形—塑性材料2）变应力：疲劳点蚀表面挤压强度和磨损强度的计算见P21§2.4机械零件的刚度定义在载荷作用下抵抗弹性变形的能力计算根据材料力学公式进行计算结构、预紧对刚度的影响见P24注意:以昂贵的高强度合金钢代替普通碳钢提高刚度不起作用原因：同类金属的弹性模量相差不大