机械零件的表面强度课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,2,章 机械零件的工作能力和计算准则,机械零件的工作能力反映了零件的抗失效能力。计算准则是设计机械零件的最基本准则。设计人员的任务：设计出合格的零件，使它具有一定的工作能力，抵抗失效。,重点、难点,主要内容,第2章 机械零件的工作能力和计算准则,1,1.,失效：,零件不发生失效时的安全工作限度。,为防止失效而制定的判断条件。,2.,工作能力：,3.,工作能力计算准则：,机械零件丧失工作能力或达不到设计,者要求的性能。,1.失效：零件不发生失效时的安全工作限度。为防止失效而制定的,2,总之,：,计算量,许用量,不同的失效形式 不同的工作能力 不同的计算准则。,总之：计算量 许用量 不同的失效形式 不同的工作能,3,2.1,载荷与应力的分类,1.,载荷的分类,2.,应力的分类,图,2.2,2.1 载荷与应力的分类1.载荷的分类 2.应力的分,4,描述变应力特性的主要参数有：,应力循环特性。,应力分类,描述变应力特性的主要参数有：应力循环特性。应力分类,5,2.2,机械零件的强度,2.2.1,判断零件强度的方法,（,1,）判断危险截面处的最大计算应力是,否小于或等于许用应力。,强度条件：,（,2.1,）,2.2 机械零件的强度2.2.1 判断零件强度的方法（1）判,6,（,2.2,）,强度条件：,2.2.2,静应力强度,在静应力下工作的零件，其主要失效形式是,塑性变形或断裂。,（,2,）判断危险截面处的实际安全系数是,否大于或等于许用安全系数。,（2.2）强度条件：2.2.2 静应力强度,7,强度条件公式为（,2.1,）或（,2.2,）,2.,复合应力时的,塑性材料,零件,根据第三或第四强度理论来确定其强度条件。,强度条件：,(2.3),1.,单向应力时的,塑性材料,零件,强度条件公式为（2.1）或（2.2）2.复合应力时的塑性,8,(2.4),复合安全系数：,3.,允许少量塑性变形的零件,可根据允许达到一定塑性变形时的载荷进,行强度计算。,2.2.2,静应力强度,(2.4)复合安全系数：3.允许少量塑性变形的零件,9,4.,脆性材料和低塑性材料的零件,公式（,2.1,）和（,2.2,）中的极限应力为,材料的强度极限,。对组织不均匀的材料，在计算时不考虑应力集中。组织均匀的低塑性材料应考虑应力集中。,2.2.3,变应力强度,(ch3),在变应力下工作的零件，其主要失效形式是,疲劳断裂,。,应用（,2.1,）,-(2.4),计算疲劳强度时，其,极限应力为疲劳极限。,4.脆性材料和低塑性材料的零件 公式（2.1）,10,安全系数的选择原则：,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,。,安全系数过小，机器可能不够安全；安全系,数过大，在材料、加工、运输等方面不符合经济,原则，且机器笨重。,不同的机器制造部门，常有自己制定的许用应力和许用安全系数的专用规范。没有规范的可遵循一定原则选用许用安全系数：自学内容,P15,。,2.2.4,许用安全系数,安全系数的选择原则：在保证安全、可靠的前提下，尽可,11,2.3,机械零件的表面强度,整体强度,表面强度,静强度,疲劳强度,静应力下的强度,变应力下的强度,表面磨损强度,表面挤压强度,表面接触强度,表面接触应力下的强度,在滑动摩擦下工作的零件,挤压应力下的强度,2.3 机械零件的表面强度整体强度表面强度静强度疲劳强度静,12,应力的分布规律：,1,2,2.3.1,表面接触强度,表面接触应力：,局部小面积上产生的接触应力,应力的分布规律：122.3.1 表面接触强度表面接触,13,表面疲劳磨损,疲劳点蚀，简称点蚀。,主要失效形式：,1,）静应力下：,脆性材料,表面压溃；,塑性材料,表面塑性变形,2,）变应力下：,后果：,2.3.1,表面接触强度,表面疲劳磨损疲劳点蚀，简称点蚀。主要失效形式：1）静应,14,点蚀的形成和润滑油的关系：,不发生失效的强度条件：,2.3.2,提高表面接触强度的主要措施,增大接触表面的综合曲率半径。,将外接触改为内接触。,将点接触改为线接触。,采用粘度较高的润滑油。,提高接触表面的加工质量。,提高零件表面硬度。,降低计算应力,提高许用应力,点蚀的形成和润滑油的关系：不发生失效的强度条件：2.3.2,15,例,2.2,求图,2.10,所示三种圆柱体接触的最大接触应力之比，其他工作条件均相同，尺寸已知。,解：,图,2.10,例2.2 求图2.10所示三种圆柱体接触的最大接触应力之,16,挤压应力：,通过局部配合面间的接触来传递载荷的零件，在接触面上的压应力叫挤压应力。,2.3.3,表面挤压强度,主要失效形式：,脆性材料,表面塑性变形；,表面破碎。,塑性材料,挤压强度条件：,挤压应力：通过局部配合面间的接触来传递载,17,2.3.4,表面磨损强度,在滑动摩擦下工作的零件，常因过度磨损而失效。影响磨损的因素很多，而且比较复杂，通常采用条件性计算,。,1,）滑动速度低、载荷大时，可只限制工作表面的,压强，即,2,）滑动速度较高时，还要限制摩擦功耗，以免工作,温度过高而使润滑失效。,2.3.4 表面磨损强度 在滑动摩擦下,18,2.4,机械零件的刚度,2.5,机械零件的冲击强度,2.6,温度对机械零件工作能力的影响,2.7,机械零件的振动稳定性,2.8,机械零件的可靠性,3,）高速时还要限制滑动速度，以免由于速度过高,而加速磨损，降低零件工作寿命，即,2.4机械零件的刚度 3）高速时还要限制滑动速度，,19,重点：,难点：,载荷与应力的分类；机械零件的强度。,机械零件的表面强度。,重点：难点：载荷与应力的分类；机械零件的强度。机械零件的表面,20,2.1,载荷与应力的分类,2.2,机械零件的强度,2.1 载荷与应力的分类2.2 机械零件的强度,21,机械零件的表面强度课件,22,图,2.2,在静载荷下，随时间变化的变应力,图2.2在静载荷下，随时间变化的变应力,23,机械零件的表面强度课件,24,