機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)課件及講解

1、第二章 機(jī)械設(shè)計(jì)中的約束分析2-1 機(jī)械設(shè)計(jì)中的一般性問題 一、機(jī)械設(shè)計(jì)中的約束約束 機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足的條件。機(jī)械設(shè)計(jì)的過程就是在滿足各種約束的前提下，尋求較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。約束分類經(jīng)濟(jì)性約束社會(huì)性約束技術(shù)性約束 盡可能降低成本 要注重社會(huì)效益 性能、標(biāo)準(zhǔn)化、可靠性等第二章 約束分析一般問題技術(shù)性約束 性能約束標(biāo)準(zhǔn)化約束可靠性約束安全性約束技術(shù)性能須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如功率、效率、強(qiáng)度、剛度、壽命、耐磨性、振動(dòng)穩(wěn)定性等。概念、實(shí)物形態(tài)、方法、技術(shù)文檔符合標(biāo)準(zhǔn)化要求。產(chǎn)品、零部件應(yīng)滿足規(guī)定的可靠性要求。零部件、整機(jī)的安全性，工作及環(huán)境的安全性。二、設(shè)計(jì)機(jī)械零件的基本要求1、滿足功能要求 能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)預(yù)

2、定的功能2、工作可靠 在預(yù)定的工作期限內(nèi)不能失效3、成本低廉 經(jīng)濟(jì)、實(shí)用三、機(jī)械零件的失效形式失效喪失工作能力或達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的性能， 不僅僅指破壞。失效形式主要有：斷裂 如軸、齒輪輪齒發(fā)生斷裂表面點(diǎn)蝕 表面材料片狀剝落塑性變形 零件發(fā)生永久性變形過大彈性變形過度磨損過大振動(dòng)和噪聲、過熱等強(qiáng)度問題剛度問題耐磨性問題第二章 約束分析一般問題穩(wěn)定性問題零件的工作能力 50 kN吊鉤最大起重量50 kN工作能力或承載能力50 kN這個(gè)限度通常是以零件承受載荷的大小來表示，所以又常稱為“承載能力”不失效條件下零件的安全工作限度第二章 約束分析一般問題第二章 約束分析一般問題四、承載能力判定條件（設(shè)計(jì)準(zhǔn)

3、則即約束）同一零件可能發(fā)生各種不同形式的失效Fn軸可能出現(xiàn)的失效形式：斷裂強(qiáng)度條件：工作應(yīng)力許用應(yīng)力 或 剛度條件： 實(shí)際變形量許用變形量 y y、 、 穩(wěn)定性條件：工作轉(zhuǎn)速 n 許用轉(zhuǎn)速 n塑性變形過大彈性變形共振第二章 約束分析一般問題五、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)步驟3）選擇材料；4）根據(jù)失效形式選用承載能力判定條件，5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制零件工作圖。受力分析1）擬訂零件的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖；2）確定載荷的大小及位置；設(shè)計(jì)或校核零件的主要參數(shù)；F 強(qiáng)度條件（或剛度） 設(shè)計(jì)計(jì)算尺寸尺寸校核計(jì)算強(qiáng)度條件（或剛度）設(shè)計(jì)式校核式L1L2第二章 約束分析強(qiáng)度問題2-2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題一、載荷及應(yīng)力的分類1、載荷的分類

4、靜載荷變載荷不隨時(shí)間改變或變化緩慢隨時(shí)間作周期性或非周期性變化名義載荷計(jì)算載荷理想工作條件下的載荷考慮附加載荷后的載荷值計(jì)算載荷名義載荷=K 載荷系數(shù)？載荷 作用于零件上的力或力矩即：Fca = KF或 Tca = KT、Pca = KP、ca = K1強(qiáng)度 零件抵抗斷裂、點(diǎn)蝕、塑性變形的能力第二章 約束分析強(qiáng)度問題2、應(yīng)力的分類靜應(yīng)力變應(yīng)力不隨時(shí)間改變或變化緩慢隨時(shí)間作周期性或非周期性變化變應(yīng)力穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力周期性變應(yīng)力非穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力參數(shù)有變化穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力載荷引起的表面應(yīng)力或體積應(yīng)力隨機(jī)變應(yīng)力非周期性變應(yīng)力第二章 約束分析強(qiáng)度問題 =常數(shù)max

5、minammaxammaxa對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力靜應(yīng)力tOtOtOtOTmin第二章 約束分析強(qiáng)度問題3、變應(yīng)力的五個(gè)特性參數(shù)（總為正）mmaxatOmin 最大應(yīng)力max 最小應(yīng)力min 應(yīng)力幅a 平均應(yīng)力m 循環(huán)特征 r用r 表示循環(huán)特征為 r 的變應(yīng)力已知任意兩個(gè)參數(shù)，可確定其余參數(shù)定義規(guī)則：max 總為正，且其值不小于min 的絕對(duì)值；max、min 在橫軸同側(cè)時(shí)，r 取“”號(hào); 否則，r 取“”號(hào)第二章 約束分析強(qiáng)度問題 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 靜應(yīng)力一般情況第二章 約束分析強(qiáng)度問題例題1：一零件受穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力作用，最大應(yīng)力max4

6、60MPa，平均應(yīng)力m380MPa，試求最小應(yīng)力min 、循環(huán)特征 r 及應(yīng)力幅a 。解：由公式得循環(huán)特征應(yīng)力幅最小應(yīng)力屬于哪一種類型？第二章 約束分析強(qiáng)度問題問 題：變應(yīng)力是否一定由變載荷引起？靜載荷 靜應(yīng)力 ？或 變應(yīng)力nF amaxmintO a 變載荷 變應(yīng)力為什么要將應(yīng)力分成許多類？應(yīng)力類型不同，對(duì)零件強(qiáng)度的影響程度不同。特別是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，對(duì)零件的破壞性最大。應(yīng)力類型對(duì)強(qiáng)度的影響，如何在強(qiáng)度計(jì)算中體現(xiàn)？通過極限應(yīng)力lim ，應(yīng)力類型不同，lim不同。n不失效的前提下，零件所能承受的最大應(yīng)力靜載荷Flim第二章 約束分析強(qiáng)度問題二、靜應(yīng)力作用下的強(qiáng)度問題(靜強(qiáng)度)主要失效形式：塑性

7、變形 或 脆性斷裂正應(yīng)力作用時(shí)：ca 塑性材料：許用應(yīng)力：lim 、lim 極限應(yīng)力； S 安全系數(shù)lim = s ；lim = s脆性材料：lim = b ；lim = bs、s 材料屈服極限b、b 材料強(qiáng)度極限1、以許用應(yīng)力為約束的強(qiáng)度條件計(jì)算應(yīng)力：ca、ca剪應(yīng)力作用時(shí)：ca s應(yīng)變應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)力b塑性材料脆性材料第二章 約束分析強(qiáng)度問題正應(yīng)力作用時(shí)：2、以安全系數(shù)為約束的強(qiáng)度條件計(jì)算安全系數(shù)：S、S剪應(yīng)力作用時(shí)：靜應(yīng)力作用時(shí)的強(qiáng)度問題常稱為靜強(qiáng)度。許用安全系數(shù)：S，通常 S 1 重要情況下或受力分析等精確性較差時(shí) S 取大些； 否則，S 取小些。 第二章 約束分析強(qiáng)度問題三、變應(yīng)力作用下

8、的強(qiáng)度問題(疲勞強(qiáng)度)1、變應(yīng)力作用下零件的失效機(jī)理 靜應(yīng)力作用下：危險(xiǎn)剖面塑性變形或脆性斷裂變應(yīng)力作用下：疲勞破壞零件表面應(yīng)力較大處初始微裂紋裂紋擴(kuò)展 斷裂 初始裂紋疲勞區(qū)(光滑)粗糙區(qū)軸截面疲勞區(qū)第二章 約束分析強(qiáng)度問題疲勞破壞的特征：變應(yīng)力使疲勞裂紋不斷擴(kuò)展；疲勞破壞是一個(gè)時(shí)間歷程；使零件發(fā)生疲勞斷裂的應(yīng)力比使零件發(fā)生脆性斷裂的應(yīng)力小得多。2、變應(yīng)力作用時(shí)的強(qiáng)度條件 強(qiáng)度計(jì)算時(shí)關(guān)鍵之一是確定極限應(yīng)力lim計(jì)算應(yīng)力 許用應(yīng)力ca 計(jì)算安全系數(shù) 安全系數(shù) S表達(dá)形式與靜應(yīng)力作用時(shí)相同，即： lim 不發(fā)生破壞的前提下，所能承受的最大變應(yīng)力第二章 約束分析強(qiáng)度問題靜應(yīng)力作用時(shí)，lim 僅與材料

9、的力學(xué)性能有關(guān)：lims 或 limb 變應(yīng)力作用時(shí)，lim 不僅與材料力學(xué)性能有關(guān)，還與應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N（或工作時(shí)間的長(zhǎng)短）應(yīng)力集中、絕對(duì)尺寸、表面狀態(tài)等因素有關(guān)。循環(huán)特征 r3、變應(yīng)力作用時(shí)的極限應(yīng)力lim變應(yīng)力時(shí)，其lim 遠(yuǎn)小于材料的屈服極限s ，此時(shí)，零件的強(qiáng)度稱為疲勞強(qiáng)度 或 動(dòng)強(qiáng)度 。r 越?。ㄈ?r -1）、N 越大、應(yīng)力集中越明顯，則零件的極限應(yīng)力lim 越小，越容易發(fā)生疲勞破壞。第二章 約束分析強(qiáng)度問題4、不同循環(huán)次數(shù) N 時(shí)的疲勞極限各種材料的-1 、0 通過疲勞試驗(yàn)得到， 循環(huán)特征 r 不同，疲勞曲線亦不同；變應(yīng)力時(shí)的lim 稱為疲勞極限r(nóng)N NrNrN疲勞曲線 應(yīng)力循

10、環(huán)次數(shù) N 越多，疲勞極限r(nóng)N 越??；r 持久極限r(nóng) -1 時(shí)（對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力），r 記為-1r 0 時(shí)（脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力），r 記為0 當(dāng)疲勞極限減小到r 時(shí),N 可達(dá)無(wú)限次而不發(fā)生疲勞破壞。用某種材料的標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，得到rN 與N 的關(guān)系曲線 疲勞曲線作為已知量，可從相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)中查取。N0第二章 約束分析強(qiáng)度問題N0 循環(huán)基數(shù)當(dāng) NN0 ，為試件材料的有限壽命區(qū)，極限應(yīng)力rN 大一些；對(duì)于碳鋼當(dāng) NN0 ，為試件材料的無(wú)限壽命區(qū)，極限應(yīng)力恒等于r有限壽命區(qū)無(wú)限壽命區(qū)疲勞曲線方程： 循環(huán)次數(shù)為 N 時(shí)，材料的疲勞極限求解m 為與材料和應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)的指數(shù)當(dāng) NN0 時(shí)（有限壽命區(qū)）當(dāng)

11、NN0 時(shí)（無(wú)限壽命區(qū)）壽命系數(shù)：此時(shí)，kN1NrNrN疲勞曲線N0第二章 約束分析強(qiáng)度問題計(jì)算許用應(yīng)力時(shí)，極限應(yīng)力lim rN 或r問題：循環(huán)特征 r -1 和 0 時(shí)，疲勞極限r(nóng) ？有限壽命時(shí)( NN0 )：無(wú)限壽命時(shí)( NN0 )：r -1 或 0 時(shí)，r 查手冊(cè)確定5、任意循環(huán)特征 r 時(shí)(非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力)的疲勞極限材料相同但應(yīng)力循環(huán)特征 r 不同時(shí)，疲勞極限r(nóng) 亦不同r 為任意值時(shí)，r ？ 比如0.3 ？對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力（r -1）：r -1 （最小）脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力（r 0） ：r 0 （較?。╈o應(yīng)力（r + 1）：r s 或b（最大）試驗(yàn)求得第二章 約束分析強(qiáng)度問題作出極限應(yīng)力圖通

12、過試驗(yàn)求得材料的-1、0、s 和b ，思路：求出任意 r 時(shí)的疲勞極限r(nóng) 極限應(yīng)力圖 (m a 圖)：amOb0/20/245A(0，-1)B(0/2 ，0/2)C(b，0)以m 為橫坐標(biāo)，a為縱坐標(biāo)r -1時(shí), m0 ,amaxr +1時(shí),mmax ,a0r 0 時(shí), ma max /2 -1b 0 /2 極限應(yīng)力點(diǎn)-1第二章 約束分析強(qiáng)度問題amOb-10/20/245A(0，-1)B(0/2 ，0/2)C(b，0)連接 ABC 得一曲線，近似于拋物線該曲線上的任一點(diǎn)都代表了某一 r 時(shí)的疲勞極限r(nóng) 材料的極限應(yīng)力圖材料是否發(fā)生疲勞破壞的分界線，區(qū)域 OABC 為安全區(qū)若工作應(yīng)力(m ,a

13、)位于OABC內(nèi)，則不會(huì)發(fā)生疲勞；若工作應(yīng)力(m ,a)位于OABC外，則會(huì)產(chǎn)生疲勞；若工作應(yīng)力(m ,a)位于ABC上，則處于臨界狀態(tài)(m,a)(m,a)(m,a)A點(diǎn) r1 B點(diǎn) r 0 C點(diǎn) r1AB段：r 0第二章 約束分析強(qiáng)度問題簡(jiǎn)化的極限應(yīng)力圖：用直線連接A、B、C，即得簡(jiǎn)化的極限應(yīng)力圖。為便于計(jì)算，常將極限應(yīng)力圖簡(jiǎn)化，用折線代替曲線方法：過 G 點(diǎn)作135斜線，與AB連線的延長(zhǎng)線交于 D 點(diǎn)；則折線 ADG 即為塑性材料簡(jiǎn)化的極限應(yīng)力圖。amOb-10/20/245A(0，-1)B(0/2 ，0/2)CamOb-10/20/245A(0，-1)B(0/2 ，0/2)Cs135GD

14、對(duì)于塑性材料，靜應(yīng)力時(shí)的極限應(yīng)力實(shí)際上應(yīng)為s ；第二章 約束分析強(qiáng)度問題m +aA點(diǎn)為 r -1 時(shí)的疲勞極限： r0-1-1 B點(diǎn)為 r 0 時(shí)的疲勞極限：r0/20/20 G 和C 點(diǎn)分別為 r +1 時(shí)塑性材料和脆性材料的疲勞極限：rmax線上任一點(diǎn)代表循環(huán)特征為 r 的疲勞極限：rs 或b線段 DG 上代表的疲勞極限：rm +a 135GamOb-10/20/245A(0，-1)B(0/2 ，0/2)CsDm(m，a) s疲勞極限：（N N0 時(shí)）limrmax即：線上點(diǎn)的坐標(biāo)值之和等于循環(huán)特征為 r 時(shí)的疲勞極限為什么作 135斜線？此時(shí)，應(yīng)力幅a 較小，r 接近+1，可近似按靜應(yīng)力

15、看待k(m ,a)極限平均應(yīng)力極限應(yīng)力幅第二章 約束分析強(qiáng)度問題問題：若已知試件的工作應(yīng)力，如何確定其疲勞極限？135GamOb-10/20/2ACsD連接OD，將極限應(yīng)力圖分解成兩個(gè)區(qū)域：OAD為疲勞安全區(qū)，零件的強(qiáng)度取決于疲勞強(qiáng)度，疲勞極限由線段AD確定；ODG為塑性安全區(qū)，零件的強(qiáng)度取決于靜強(qiáng)度，極限應(yīng)力由線段DG確定。步驟：根據(jù)工作應(yīng)力max、min求出m 、a在極限應(yīng)力圖中標(biāo)出工作應(yīng)力點(diǎn)在 ADG 上找到相應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)(m ,a )得到試件在此應(yīng)力狀態(tài)下的極限應(yīng)力 r=max=ma n (m,a)m (m,a)第二章 約束分析強(qiáng)度問題135GamOb-10/20/2ACsDn (m

16、,a)m (m,a)m 點(diǎn)如何求??？1）作圖法關(guān)鍵：極限應(yīng)力點(diǎn) m與工作應(yīng)力點(diǎn) n的循環(huán)特征 r 相同因?yàn)椋簭脑c(diǎn)引射線 On 交 AD 于m 點(diǎn)，此點(diǎn)即極限應(yīng)力點(diǎn)該射線上各點(diǎn)的 r 均相等即：方法：在坐標(biāo)紙上作圖，從坐標(biāo)軸上量取 m 點(diǎn)的坐標(biāo)值，得到循環(huán)特征為 r 時(shí)的疲勞極限r(nóng)max m +a 同理，工作應(yīng)力點(diǎn)位于區(qū)域 ODG 時(shí)：rm +a si (m,a)j (m,a)第二章 約束分析強(qiáng)度問題2）計(jì)算法根據(jù)直線方程，求出極限應(yīng)力點(diǎn)的坐標(biāo)值，不需畫圖。135GamOb-10/20/2ACsDn (m,a)m (m,a)i (m,a)j (m,a)直線 Om 的方程：直線 AD 的方程：聯(lián)

17、立 、后求得：令 等效系數(shù)，將平均應(yīng)力等效成應(yīng)力幅 第二章 約束分析強(qiáng)度問題則工作應(yīng)力點(diǎn) n 對(duì)應(yīng)的疲勞極限：135GamOb-10/20/2ACsDn (m,a)m (m,a)i (m,a)j (m,a)問題：不作圖時(shí)，如何判斷工作應(yīng)力點(diǎn)位于哪個(gè)區(qū)域？r max m +a同理，若工作應(yīng)力點(diǎn)位于塑性安全區(qū) ODG 時(shí)：rm +a s根據(jù)循環(huán)特征 r 的大小判斷。由直線方程可求得直線 OD 的夾角D ，則 OD 所對(duì)應(yīng)的循環(huán)特征：D第二章 約束分析強(qiáng)度問題若D135GamOb-10/20/2ACsDn (m,a)m (m,a)i (m,a)j (m,a)則工作應(yīng)力點(diǎn)位于塑性安全區(qū) ODG 。工作

18、應(yīng)力點(diǎn)(m ,a )的循環(huán)特征：則工作應(yīng)力點(diǎn)位于疲勞安全區(qū) OAD ，若此時(shí)此時(shí)rm +a s第二章 約束分析強(qiáng)度問題根據(jù)兩直線的方程，可求得交點(diǎn) m 的坐標(biāo)值n (m,a)對(duì)于脆性材料(如鑄鐵)，將極限應(yīng)力圖進(jìn)一步簡(jiǎn)化：式中，等效系數(shù)用直線 AC 代替折線 ABC則疲勞極限：注意：前面所有公式是針對(duì)正應(yīng)力導(dǎo)出的，但同樣適用于剪應(yīng)力 作用的情況，將 換成 即可。0/20/2B-1sGamObACm (m,a)第二章 約束分析強(qiáng)度問題材料的強(qiáng)度參數(shù)是用試件通過試驗(yàn)的方法得到的1）影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素6、考慮應(yīng)力集中、絕對(duì)尺寸、表面狀態(tài)時(shí)的極限應(yīng)力而機(jī)械零件與試件有很多不同之處 應(yīng)力集中

19、 零件剖面形狀突變處，局部應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于名義應(yīng)力， 絕對(duì)尺寸 零件剖面尺寸越大，內(nèi)部隱含缺陷的概率越大， 表面狀態(tài) 零件表面的光滑程度或強(qiáng)化處理，都會(huì)影響疲勞極限引進(jìn)有效應(yīng)力集中系數(shù) k（或 k）來修正引進(jìn)絕對(duì)尺寸系數(shù)（或）來修正引進(jìn)表面狀態(tài)系數(shù) 來修正用綜合影響系數(shù)統(tǒng)一考慮：或使疲勞極限相對(duì)降低疲勞極限越小剪應(yīng)力作用時(shí)正應(yīng)力作用時(shí)第二章 約束分析強(qiáng)度問題2）修正后，機(jī)械零件的極限應(yīng)力簡(jiǎn)圖零件的疲勞極限小于試件材料的疲勞極限理論分析和試驗(yàn)表明：上述因素只影響疲勞極限的應(yīng)力幅部分 將線段 AD 的縱坐標(biāo)除以(K)D 或(K)D，得兩點(diǎn)坐標(biāo)；0/2-1amOb0/2Cs135GABDD0/2(K)D

20、B-1 /(K)DA步驟： 連接 AB 得直線 線段 DG 保持不變，因該線段是按靜應(yīng)力考慮的； 折線 ADG 即為零件的極限應(yīng)力簡(jiǎn)圖【教材中圖2-3(b)有誤，k應(yīng)為(K)D】第二章 約束分析強(qiáng)度問題OAD 零件的疲勞安全區(qū)；零件的極限應(yīng)力r ：rsamOb0/2Cs135GD0/2(K)DB-1 /(K)DAODG 零件的塑性安全區(qū)線段OD 對(duì)應(yīng)的循環(huán)特征： 對(duì)于塑性材料n (m,a)m (m,a)i (m,a)j (m,a)第二章 約束分析強(qiáng)度問題 對(duì)于脆性材料amOb0/2Cs135GD0/2(K)DB-1 /(K)DA用直線 AC 代替折線 ADG則其疲勞極限：同樣：剪應(yīng)力作用時(shí)，用

21、替換公式中所有的第二章 約束分析強(qiáng)度問題計(jì)算安全系數(shù)： S S 7、零件的安全系數(shù)及強(qiáng)度條件對(duì)于塑性材料：疲勞區(qū)（OAD）塑性區(qū)（ODG ）limrsamOb0/2Cs135GD0/2(K)DB-1 /(K)DAn (m,a)m (m,a)i (m,a)j (m,a)作圖法計(jì)算法第二章 約束分析強(qiáng)度問題 S 對(duì)于脆性材料：amOb0/2Cs135GD0/2(K)DB-1 /(K)DA剪應(yīng)力作用時(shí)的安全系數(shù)：疲勞區(qū)塑性區(qū)脆性材料第二章 約束分析強(qiáng)度問題例題2 一鋼制零件,其材料力學(xué)性能為：b1100MPa，-1400MPa，s780MPa，0.215，承受彎曲應(yīng)力max318MPa， min60

22、MPa，零件的 k1.26，0.78，1，許用安全系數(shù) S1.5。 此零件是否安全？解：工作應(yīng)力幅工作平均應(yīng)力循環(huán)特征1）計(jì)算工作應(yīng)力幅、平均應(yīng)力及循環(huán)特征2）計(jì)算綜合影響系數(shù)第二章 約束分析強(qiáng)度問題3）強(qiáng)度計(jì)算(塑性材料) 作圖法（在坐標(biāo)紙上畫圖）135DaOm-1 /(K)Ds = 780GA由得0658MPa0/2(K)D0/2B189129nm (m, a)作零件的極限應(yīng)力簡(jiǎn)圖求 A 點(diǎn)的坐標(biāo)值：求 B 點(diǎn)的坐標(biāo)值：畫出工作應(yīng)力點(diǎn) n（189，129），找到極限應(yīng)力點(diǎn) m第二章 約束分析強(qiáng)度問題135DaOm-1 /(K)Ds = 780GA0/2(K)D0/2B189129nm (m

23、, a)量取 m 點(diǎn)的坐標(biāo)值：m300，a210則rmaxma以許用應(yīng)力為約束的強(qiáng)度條件： 510MPa以安全系數(shù)為約束的強(qiáng)度條件：300210第二章 約束分析強(qiáng)度問題 計(jì)算法（不需畫圖）結(jié)論：此零件安全即工作應(yīng)力點(diǎn)位于疲勞安全區(qū) OADamOAC135GDnm (m, a)判斷工作應(yīng)力點(diǎn)的所在區(qū)域線段OD 對(duì)應(yīng)的循環(huán)特征：計(jì)算安全系數(shù)：（許用應(yīng)力的方法略）若 r rD 怎么辦？第二章 約束分析強(qiáng)度問題實(shí)際上，很多零件同時(shí)受、 聯(lián)合作用四、復(fù)合變應(yīng)力時(shí)零件的安全系數(shù)計(jì)算如轉(zhuǎn)軸，同時(shí)受彎曲應(yīng)力和扭剪應(yīng)力作用、均為對(duì)稱循環(huán)且相位相同時(shí)，安全系數(shù)計(jì)算式：其中：不是對(duì)稱循環(huán)時(shí)(近似計(jì)算)：第二章 約束

24、分析摩擦磨損2-3 機(jī)械設(shè)計(jì)中的摩擦、磨損和潤(rùn)滑問題一、機(jī)械中的摩擦摩擦的二重性：微觀下的摩擦面有利的一面 利用摩擦進(jìn)行傳動(dòng)、制動(dòng)、連接摩擦的分類：干摩擦有害的一面 損耗功率、降低效率、磨損、發(fā)熱邊界摩擦流體摩擦混合摩擦第二章 約束分析摩擦磨損二、機(jī)械中的磨損 磨損零件表面間相互摩擦導(dǎo)致表面材料逐漸喪失或遷移磨損的三個(gè)階段：磨合穩(wěn)定磨損劇烈磨損磨合也稱“跑合”，是有益的磨損，使表面更光滑“磨合”是磨損的不穩(wěn)定階段，磨損快，時(shí)間短。穩(wěn)定磨損平穩(wěn)而緩慢，時(shí)間的長(zhǎng)短標(biāo)志著零件使用壽命的長(zhǎng)短。劇烈磨損磨損速度加快，最終使零件完全喪失工作能力。設(shè)計(jì)和使用機(jī)器時(shí)，力求：縮短磨合期 延長(zhǎng)穩(wěn)定磨損期第二章 約束分析摩擦磨損磨損的機(jī)理：粘著磨損摩擦表面微觀突起在壓力作用下發(fā)生粘著(冷焊)