機(jī)械設(shè)計(jì) 邱宣懷版 知識(shí)點(diǎn)

1、第二章失效：機(jī)械零件喪失工作能力或達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的性能時(shí)，稱為失效。2零件的失效形式有：1）斷裂；2）過犬塑性變形；3）過量的彈性變形；4）表面失效（工作表面的過度磨損或損傷等）；5）其他形式（聯(lián)接的松弛、摩擦傳動(dòng)的打滑等）。3在不發(fā)生失效的條件下，零件所能安全工作的限度，稱為工作能力。通常此限度是對(duì)載荷而言，所以習(xí)慣上又稱為承裁能力。4設(shè)計(jì)零件時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)零件的失效形式確定其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。一般來講，有以下幾種準(zhǔn)則：強(qiáng)度準(zhǔn)則：確保零件不發(fā)生斷裂破壞或過人的塑性變形，是最基本的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。剛度準(zhǔn)則：確保零件不發(fā)生過大的彈性變形。壽命準(zhǔn)則：通常與零件的疲勞、磨損、腐蝕相關(guān)。振動(dòng)穩(wěn)

2、定性準(zhǔn)則：高速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)應(yīng)注重此項(xiàng)準(zhǔn)則?？煽啃詼?zhǔn)則：當(dāng)計(jì)及隨機(jī)因素影響時(shí)，仍應(yīng)確保上述各項(xiàng)準(zhǔn)則。5作用在機(jī)械零件上的載荷通常分為靜載荷和變載荷兩人類。靜載荷是指人小、作用位置和方向不隨時(shí)間變化或變化緩慢的載荷，如樓房梁的受載。變載荷是指犬小、作用位置或方向隨時(shí)間變化的載荷，如曲柄壓力機(jī)的曲軸和汽車懸架彈簧等所受的載荷。6在設(shè)計(jì)計(jì)算中，通常把載荷分為名義載荷和計(jì)算載荷。載荷系數(shù)與名義載荷的乘積，稱為計(jì)算載荷。7.按應(yīng)力隨時(shí)間變化的特性不同，應(yīng)力分為靜應(yīng)力和變應(yīng)力兩人類。靜應(yīng)力是不隨時(shí)間變化或變化緩慢的應(yīng)力（圖a）。變應(yīng)力是隨時(shí)間變化的應(yīng)力（圖b、c、d）o變應(yīng)力是多種多樣的，但可歸納為：非對(duì)

3、稱循環(huán)變應(yīng)力、脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力和對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力三種基本類主靜應(yīng)力非對(duì)稱循壞變應(yīng)脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力對(duì)稱循壞變應(yīng)力8靜應(yīng)力只能在靜載荷作用卜產(chǎn)生。變應(yīng)力町能由變載荷產(chǎn)生，也可能由靜載荷產(chǎn)生。兩種判斷零件強(qiáng)度的方法式中：Q、T零件的最大工作應(yīng)力。其中O為正應(yīng)力,可由拉伸、壓縮、彎曲等產(chǎn)生；T為切應(yīng)力，可由扭轉(zhuǎn)、剪切等產(chǎn)生；c、T許用正應(yīng)力、許用切應(yīng)力；clim、tlun材料的極限正應(yīng)力、極限切應(yīng)力；So,St一一對(duì)應(yīng)于正應(yīng)力、切應(yīng)力的許用安全系數(shù)。式中So,St一一對(duì)應(yīng)于正應(yīng)力和切應(yīng)力的計(jì)算安全系數(shù)。如果零件所受的應(yīng)力狀態(tài)為雙向、三向應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，需按材料力學(xué)的強(qiáng)度理論來計(jì)算零件的最大工作應(yīng)力。9零件在靜應(yīng)

4、力作用卜的失效形式一一塑性變形或斷裂10零件在變應(yīng)力時(shí)工作的零件，其強(qiáng)度失效將是疲勞斷裂11循壞特性r一定時(shí)，應(yīng)力循環(huán)N次后，材料不發(fā)生疲勞破壞的最人應(yīng)力，稱為疲勞極限,用o1NsN表示。12許用安全系數(shù)選取要考慮的三個(gè)最主要因素：計(jì)算的準(zhǔn)確性材料的均勻性零件的重要性13零件在循環(huán)接觸卜工作，接觸應(yīng)力隨時(shí)間變化接觸表面的失效形式屬于疲勞破壞，稱為表面疲勞磨損。14提高接觸疲勞強(qiáng)度的措施1）控制最大接觸應(yīng)力。2）提高接觸表面碩度，改善表面加工質(zhì)量。3）增大綜合曲率半徑P藝。4）改外接觸為內(nèi)接觸，點(diǎn)接觸一線接觸。5）采用適當(dāng)粘度的潤滑油。15通過局部配合面間的接觸來傳遞載荷的零件，在接觸面上的壓應(yīng)

5、力稱為擠壓應(yīng)力。16提高表面磨損強(qiáng)度的主要措施（1）選用合適的摩擦副材料：（2）提高表面硬度：（3）降低表面粗糙度值：（4）采用有效的潤滑劑和潤滑方法；（5）表面鍍層，氧化處理；（6）防止塵土落入兩摩擦表面間；（7）限制溫度過高。例2.1己知一對(duì)外嚙合漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圜柱齒輪傳動(dòng)，節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率半徑A=17.10/;/;/p2=68.407/7/7?,當(dāng)該用正傳動(dòng)后，Pl2091977p2=83.674加其他條件不變，試問齒面最人接觸應(yīng)力降低百分之幾？解：在齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算中，將齒廓在節(jié)點(diǎn)處嚙合看為兩圓柱體接觸，其半徑為節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率半徑，采用兩圓柱體最人接觸應(yīng)力計(jì)算公式，最人接觸應(yīng)力為：F（丄

6、）Pz當(dāng)曲率半徑發(fā)生變化而其他條件不變時(shí)，上式町以寫成丄丄+丄+丄“.0731標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)pp、p、17.1068.40%心=AV0.0731=0.270Ap七七=爲(wèi)+烏r小98o-max=aVo.0598=0.2454應(yīng)力比嘰k_0.2454_09070-270A剛度：零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。2.表示：K=F/X產(chǎn)生單位變形量所需要的外力或外力矩。柔度：C=l/K,剛度的倒數(shù)，單位外力或外力矩產(chǎn)生的彈性變形量。第三章疲勞強(qiáng)度計(jì)算方法：安全一壽命設(shè)計(jì)法在規(guī)定的工作期間內(nèi)，不允許零件出現(xiàn)疲勞裂紋，一旦出現(xiàn)，即認(rèn)為零件失效。破損一安全設(shè)計(jì)法允許零件存在裂紋，但須保證在規(guī)定的工作周期內(nèi)能

7、安全可靠的工作。疲勞斷裂分為兩個(gè)階段：第一階段產(chǎn)生初始裂紋，形成疲勞源：第二階段裂紋擴(kuò)展發(fā)生斷裂，疲勞曲線（。-N曲線）有限壽命區(qū)|無限壽命區(qū)N應(yīng)力循壞次數(shù)o1N疲勞極限（對(duì)應(yīng)于N）NO一循壞基數(shù)（一般規(guī)定為I。）or一疲勞極限（對(duì)應(yīng)于NO）mr_mr5N=常數(shù)=6由此得：式中，Or、NO及m的值由材料試驗(yàn)確定。KVN稱為壽命系數(shù)。例題3.1已知45鋼的o=300MPa,N0=曲線圖。解：在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上取一點(diǎn)E,其坐標(biāo)為,m=9,用雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)繪出該材料的疲勞lgNo=lglO7lgbj=lg300過E作斜率等于/9的直線，即為所求的疲勞曲線。第四章內(nèi)摩擦-外摩擦丁靜摩擦一動(dòng)摩擦丁滑動(dòng)摩擦-滾動(dòng)

8、摩擦發(fā)生在物質(zhì)內(nèi)部，阻礙分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦叫作內(nèi)摩擦相互接觸的兩個(gè)物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)或有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，在接觸表面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)滑動(dòng)的摩擦叫作外摩擦、彈性變形塑性變形干摩擦邊界摩擦流體摩擦混合摩擦邊界摩擦、混合摩擦和流體摩擦所對(duì)應(yīng)的潤滑狀態(tài)分別稱為邊界潤滑、混合潤滑和流體潤滑。區(qū)別潤滑狀態(tài)的重要參數(shù)是膜厚比XminAW1時(shí)：為邊界摩擦（潤滑）狀態(tài)：f=0.1入=13時(shí)：為混合摩擦（潤滑）狀態(tài)；在機(jī)器使用中磨損是不可避免的，針對(duì)上述磨損的三個(gè)階段，在設(shè)計(jì)或使用機(jī)器時(shí)，應(yīng)該力求：（1）縮短磨合期；（2）延長(zhǎng)穩(wěn)定磨損期；（3）推遲劇烈磨損的到來。根據(jù)磨損機(jī)理來分類：（1）粘附磨損（膠合磨損）（2

9、）磨粒磨損（3）疲勞磨損（疲勞點(diǎn)蝕）（4）流體磨粒磨損（5）流體侵蝕磨損（6）機(jī)械化學(xué)磨損（7）微動(dòng)磨損潤滑劑潤滑劑的主要作用是減小摩擦，降低工作表面溫度；在摩擦面間加入潤滑劑的主要好處是：降低摩擦；減輕磨損；保護(hù)零件不遭銹蝕；釆用循環(huán)潤滑時(shí)還能起到散熱降溫的作用；潤滑油膜具有緩沖吸振的能力；潤滑脂可起到密封作用。潤滑劑可分如下基本類型：(1)液體；(2)半固體；(3)固體；(4)氣體。液體潤滑劑：是應(yīng)用最廣的潤滑劑，包括礦物油、動(dòng)植物油、合成油和各種乳劑。半固體潤滑劑：主要是指各種潤滑脂。固體潤滑劑：是任何可以形成固體膜以減少摩擦阻力的物質(zhì)。氣體潤滑劑：任何氣體都可作為氣體潤滑劑，其中用得最多的是空氣，它主要用在氣體軸承中。潤滑油分類:有機(jī)油，礦物油，化學(xué)合成油。粘度可定性地定義為它的流動(dòng)阻力，是潤滑油最重要的性能之一，可分為動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)和條件粘度三種。第六章被聯(lián)接件聯(lián)接組成聯(lián)接件動(dòng)聯(lián)接聯(lián)接件與被聯(lián)接件間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。類型聯(lián)接聯(lián)接件與被聯(lián)接件間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。可拆的聯(lián)接一多次裝拆，無損使用靜聯(lián)接不可拆聯(lián)接一拆后至少損壞一個(gè)零件/單個(gè)螺栓：受各類載荷時(shí)的設(shè)計(jì)計(jì)算螺紋聯(lián)接（螺栓組：受幾種典型載荷（三角形螺紋：常用于聯(lián)接,rT譬寫蠶F）梯形螺紋：常用于傳動(dòng)|鋸齒形螺紋：常用于傳動(dòng)，單向受栽按螺