【正文】 在接觸循環(huán)應(yīng)力作用下，首先在金屬表面上形成很小的微裂紋，之后裂紋沿著與表面成銳角的方向發(fā)展，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定深度后，又越出零件表面，最后有小片的金屬剝落下來，在零件的表面形成小坑，這種現(xiàn)象稱為疲勞點蝕（簡稱點蝕）。振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則：應(yīng)使受激振作用零件的自激振動頻率遠(yuǎn)離外力變化的頻率?！獕勖挠嬎?。但是當(dāng)N超過某一次數(shù)時（圖中N0），曲線趨于水平。注：大多數(shù)鋼的疲勞曲線形狀類似上圖所示。下圖為，疲勞壽命為時（無限壽命時的）的 極限應(yīng)力圖。用于將平均應(yīng)力等效地折算成應(yīng)力幅。（注：幾種典型情況下的、見教材或有關(guān)手冊）當(dāng)同一剖面上同時有幾個應(yīng)力集中源時，應(yīng)采用其中最大的疲勞缺口系數(shù)進(jìn)行計算。而靜強度不受的影響，所以GD線不必修正。該等效對稱循環(huán)變應(yīng)力的應(yīng)力幅用表示，仿照上式可得：用上式，可以把一個零件受到的非對稱循環(huán)變應(yīng)力（，），在考慮的基礎(chǔ)上，折算成一個等效的對稱循環(huán)應(yīng)力。應(yīng)當(dāng)指出：在計算時，可以認(rèn)為：小于的應(yīng)力對疲勞壽命無影響，故可不考慮。（即選起作用最大的應(yīng)力為）。 靜 摩 擦：僅有相對運動趨勢時的摩擦。在潤滑劑中添加硫、磷、氯等元素，他們與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的邊界膜，稱為反應(yīng)膜。3．磨粒磨損　也稱磨料磨損，是外部進(jìn)入摩擦表面的游離硬顆粒或硬的輪廓峰尖所引起的磨損。二、潤滑劑 1．潤滑油： 動植物油、礦物油、合成油。 3）兩板相對運動帶著液體由楔形間隙的大端流向楔形間隙的小端 。對于第二種方式，根據(jù)輔助零件的不同可以分為四種基本類型：對照教材講注意：二 、螺紋聯(lián)接的擰緊 擰緊的目的： 根據(jù)裝配時是否擰緊分為 多數(shù)情況下，螺紋聯(lián)接在裝配時需要擰緊，稱為“預(yù)緊”。所以設(shè)計時，應(yīng)考慮到防宋的問題。 受拉螺栓工作中又可分為：（一） 松螺栓聯(lián)接的強度計算 裝配時，不擰緊，不受預(yù)緊力。雖然，螺栓所受總拉力增大了，相應(yīng)的拉伸變形量也要增大。（見教材 P76 表54） 聯(lián)接的設(shè)計應(yīng)保證：被聯(lián)件的結(jié)合面不出現(xiàn)間隙。不講該例題可不講：例：一個壓力容器的螺栓連接如圖示： 容器缸蓋與缸體由鑄鐵制成，凸緣之間用墊片。再過“預(yù)緊狀態(tài)點（A）”作被聯(lián)件的變形線①②③與平行線交點的縱坐標(biāo)即為對應(yīng)的。 注意：螺栓組設(shè)計中： 分析中假設(shè)：下邊介紹螺栓組幾種基本（受力）形式下的受力分析。三. 受工作轉(zhuǎn)矩T：靠摩擦力承受T（O是板的旋轉(zhuǎn)中心，亦即轉(zhuǎn)矩T的作用中心） 螺栓只受。由此可推出：各螺栓所受的工作載荷與螺栓中心到翻轉(zhuǎn)軸線距離成正比。實際設(shè)計中，通常主要是以下幾個方面考慮來提高聯(lián)接的強度。（可提高疲勞強度） 大家知道，影響疲勞強度的主要因素是變應(yīng)力中的應(yīng)力幅，則越易產(chǎn)生疲勞破壞。是滑動螺旋的最常見的失效形式。這主要是基于如下設(shè)計思想：把磨損集中在螺母（一個件），磨損到一定程度，只更換螺母即可。小結(jié)1. 單個螺旋的設(shè)計計算① 理解各強度計算公式。裝配時，將兩個楔鍵沿軸的切線方向楔緊。注：①如果使用一個平鍵不能滿足強度條件，可采用兩個平鍵，兩鍵相隔180176。 30176?！　∮捎诓痖_聯(lián)接需要很大的外力，往往要損壞聯(lián)接中零件的配合表面，所以屬于不可拆聯(lián)接。選擇配合時，既要使聯(lián)接具有足夠的固持力以保證在載荷作用下不發(fā)生相對滑動，又要注意到零件在裝配應(yīng)力下不致?lián)p壞。 最大壓出力則發(fā)生在壓處開始時。缺點：傳動的外廓尺寸較大；傳動比不穩(wěn)定；帶的壽命比較短（與齒輪傳動相比）傳動效率低，~帶傳動的類型:摩擦帶傳動：（按帶的剖面形狀）平帶；V帶；圓帶；多楔帶嚙合傳動：同步齒形帶帶傳動的型式：開口傳動交叉?zhèn)鲃影虢徊鎮(zhèn)鲃铀?，往往?yīng)用在功率小于等于700千瓦，帶速在5~25米每秒的機械中。本章主要介紹第一種——摩擦帶傳動傳動帶1．帶傳動的組成固聯(lián)于主動軸上的帶輪1(主動輪)；固聯(lián)于從動軸上的帶輪3(從動輪)；緊套在兩輪上的傳動帶2?！　Ρ话菁?，危險應(yīng)力也在內(nèi)表面處，此處應(yīng)力如圖所示。五、 提高過盈聯(lián)接承載能力的措施第二節(jié) 圓柱面過盈聯(lián)接的計算過盈聯(lián)接的可能的失效形式為：在載荷作用下，聯(lián)接松動，和由于過盈量過大二導(dǎo)致配合面被壓潰。同一面上的定位銷至少要用兩個。 可實現(xiàn)特點：強度高，對中性好，承載能力高。 平鍵聯(lián)接的失效形式 雖然，鍵工作中受剪切，但實際上鍵的剪斷極為罕見。鍵楔緊以后，壓力在鍵寬上是均布的，當(dāng)傳遞轉(zhuǎn)矩T時，軸與輪轂有相對轉(zhuǎn)動的趨勢，使鍵工作面上受的壓力不均勻。起碼要記住幾種。（見教材 P94 表514）l——為螺桿最大受壓長度 對有自鎖要求的螺旋傳動：應(yīng)滿足的條件為： Ψ≤ Ψ——螺紋升角； ——當(dāng)量摩擦角螺旋傳動的效率：（可以推出：反向自鎖的螺旋傳動：η50％） 對傳動精度要求高的精密螺旋，還應(yīng)進(jìn)行螺桿剛度計算。 以上兩類用于重要的精密絲杠。 例如；采用輾制螺紋，滾壓、氮化、噴丸處理等工藝手法，也都可以提高螺栓的疲勞強度。（見教材圖）前兩者，工作中螺母受拉。 所受的載荷向形心簡化后有：（此例題：見，唐，陸主編的《機械設(shè)計》P87）作業(yè)：4670、77第五節(jié) 提高螺栓連接強度的措施 分析影響螺栓連接強度的因素，從而提出提高聯(lián)接強度的措施。 各螺栓中心到o－o軸線的距離用r表示。（兩端螺栓受剪力比中間的大）。實際中，螺栓聯(lián)接往往是成組使用，而成組使用的螺栓聯(lián)接（螺栓組）中，各個螺栓的受力往往是不一樣的。顯然：①的變化幅度最小，最小。由和前邊圖可知：當(dāng)工作拉力在0～F之間變化時，中只有部分是變化的。 給出載荷變形圖如右圖示： 把兩個圖合并為一個圖為： 當(dāng)受到作用時，螺栓拉力由→增加為，變形量為（＋△δ）；被聯(lián)件變形量為：（－△δ），所受壓力為：。(b)圖是預(yù)緊后的狀態(tài)。至于螺栓的其他部分（如：螺紋牙、螺栓頭）以及螺母、墊圈的結(jié)構(gòu)尺寸，是根據(jù)等強度條件以及適用經(jīng)驗來設(shè)計的。對于直徑較小的螺栓，有時可能會被擰斷。不易較高較易較高注：目前：除了矩形螺紋尚無標(biāo)準(zhǔn)以外，其它三種均已標(biāo)準(zhǔn)化。 4．氣體潤滑劑： 空氣、氮氣、二氧化碳等氣體和固體潤滑劑主要在一些特殊的場合下應(yīng)用。一、潤滑的分類 1．流體動力潤滑 依靠兩摩擦表面的相對運動把潤滑油帶入兩表面之間，自行產(chǎn)生足夠的壓力，建立壓力油膜（稱為動壓油膜），靠油膜的壓力把兩表面分開，實現(xiàn)流體潤滑。這一階段的長短直接影響機器的壽命。 2．流體摩擦（流體潤滑）（在后續(xù)內(nèi)容中討論）。關(guān)于摩擦、磨損與潤滑的學(xué)科構(gòu)成了摩擦學(xué)。即： —— 損傷等效的表達(dá)式將上式左端分子，分母同乘以，右端各項分子，分母同乘以，得由疲勞曲線方程知： 代入上式得：再把規(guī)律性非穩(wěn)定變應(yīng)力折算成等效穩(wěn)定變應(yīng)力的計算就是要確定、。而此時損傷率。可以看出：零件的疲勞極限圖A′D′上各點表示的極限應(yīng)力所對應(yīng)的疲勞壽命是相等的。第四節(jié) 受穩(wěn)定變應(yīng)力零件的疲勞強度疲勞強度設(shè)計的主要內(nèi)容之一是計算危險剖面處的安全系數(shù)，以判斷零件的安全程度。局部應(yīng)力大于名義應(yīng)力。其上的點表示屈服極限如果材料承受的工作應(yīng)力點落在折線ADG以內(nèi)，則是安全的（不含破壞）。 2）對于低周循環(huán)疲勞，因N小，一般可按靜強度處理。г↑ ↑☆ 按疲勞壽命的大小，可以分為：低周循環(huán)疲勞：時，接近（），不同的N，對應(yīng)的幾乎沒有變化。即與г、N有關(guān)。b) 不論是脆性材料，還是塑性材料，斷口通常沒有顯著的塑性變形。2）用合金鋼的代替碳鋼雖能提高零件的強度，但不能提高零件的剛度。三、機械零件的表面強度1．表面接觸疲勞強度對于高副接觸的機械零件，理論上是點、線接觸，但實際上在載荷作用下材料發(fā)生彈性變形后，理論上的點、線接觸變成了很小的面接觸，在接觸處局部會產(chǎn)生很高的應(yīng)力，這樣的應(yīng)力稱為表面接觸應(yīng)力，用表示。計算應(yīng)力： 根據(jù)計算載荷求得的應(yīng)力。在設(shè)計中，應(yīng)保證所設(shè)計的機械零件在正常工作中不發(fā)生任何失效。圖表多――結(jié)構(gòu)圖、分析圖、原理圖、示意圖、曲線圖、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗數(shù)表。任何機械設(shè)計都是由若干個零件組成，機器的性能好壞就取決于它的主要零件和關(guān)鍵零件的性能好壞。2．零件――是機器的制造單元。本課程是一門實用性、適用性強的設(shè)計課程。2）設(shè)計計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計──設(shè)計決非只是計算，同學(xué)更應(yīng)重視結(jié)構(gòu)設(shè)計的學(xué)習(xí)。設(shè)計時就需要進(jìn)行必要的計算。當(dāng)計算應(yīng)力相同時，越大，則越安全。點蝕是接觸應(yīng)力作用下的失效形式，屬于疲勞破壞。即 ＜ 或 ＞ f式中：f――零件的自激振動頻率――外力變化的頻率.六、摩擦學(xué)（耐磨性計算）準(zhǔn)則在滑動摩擦條件下工作的機械零件，常因為過度磨損而失效。d) 疲勞斷口分為兩個區(qū)：疲勞區(qū)和脆性斷裂區(qū)。即不再減小。但是，高強度合金鋼和有色金屬的（N）曲線沒有水平部分，不存在無限壽命區(qū)，因此，工程上常以認(rèn)為規(guī)定一個循環(huán)基數(shù) ，而將此基數(shù)下的條件疲勞極限作為表征材料疲勞強度的基本指標(biāo)。它是極限應(yīng)力圖的表示形式之一，在疲勞設(shè)計中應(yīng)用最廣。其值與材質(zhì)有關(guān)。二、尺寸的影響其它條件相同時，零件的尺寸越大，在各種冷、熱加工中出現(xiàn)缺陷，產(chǎn)生微觀裂紋等疲勞源的可能性（機會）增大。因此，折線A′B′D′G即為零件的極限應(yīng)力圖。通過這樣的等效處理，可以把非對稱循環(huán)疲勞問題轉(zhuǎn)化為對稱循環(huán)問題加以解決，使問題得到簡化。試驗表明：達(dá)到疲勞破壞時，公式左側(cè)表示的各應(yīng)力的累積壽命損傷率之和并不總是等于1。則由上式可得等效循環(huán)次數(shù)：將上式求出的代入疲勞曲線方程，可求出下的條件疲勞極限為：式中： —— 壽命系數(shù)于是可得零件的安全系數(shù)及安全條件：對稱循環(huán)時：非對稱循環(huán)時：式中：、 —— 為等效應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力（）第六節(jié) 低周循環(huán)疲勞特點：1）應(yīng)力水平高。 動 摩 擦：在相對運動進(jìn)行中的摩擦。反應(yīng)膜在高溫下破裂后，能生成新的化合物，形成新的反應(yīng)膜膜，這種能夠能力稱為極壓性。4．腐蝕磨損　當(dāng)摩擦表面材料在環(huán)境的化學(xué)或電化學(xué)作用下引起腐蝕，在摩擦副相對運動時所產(chǎn)生的磨損即為腐蝕磨損。粘度是潤滑油的主要質(zhì)量指標(biāo)，粘度值越高，油越稠，反之越?。徽扯鹊姆N類有很多，如：動力粘度、運動粘度、條件粘度等。（舉例：滑水運動。預(yù)緊使聯(lián)接中的零件受到的力，稱為“預(yù)緊力”。以保證連接安全可靠。工作中只承受軸向工作拉力F，例如起重吊鉤或滑輪。假設(shè)伸長變形的增加量為：△δ。因此應(yīng)保證：0。容器內(nèi)部壓力變化為：0p。顯然：①的最大，緊密性最好；③的最小，緊密性最差。一. 受軸向力的螺栓組所受軸向力通過螺栓組形心時，各螺栓受的工作載荷相等。假設(shè)：各螺栓聯(lián)接處結(jié)合面的摩擦力相等并集中在螺栓中心處。即：＝＝…＝ ②聯(lián)立①和②可求出，…等。： 對于普通螺母如右圖示。則可以提高疲勞強度。螺桿的直徑和螺母的高度常有耐磨性要求決定。 滑動螺旋常用的螺紋牙形有 螺母的結(jié)構(gòu)分為： 由于磨損是最常見的失效形式，所以，設(shè)計中首先應(yīng)該滿足耐磨性要求。②螺栓和被聯(lián)件的變形協(xié)調(diào)圖。（布置螺旋千斤頂大作業(yè)）！第六章：鍵、花鍵、無鍵連接及銷連接 鍵和花鍵聯(lián)接是最常見的軸、轂聯(lián)接方式，屬于可拆聯(lián)接，主要其周向固定作用。 鍵的窄面是工作面，受擠壓。布置。壓力角漸開線花鍵：特點：齒根較厚，強度高，承載能力大，壽命長?！　】梢猿惺艿妮d荷為：或二者的組合　　最常用的是圓柱面過盈聯(lián)接，此外是圓錐面過盈聯(lián)接二、 特點三、 應(yīng)用　　對中性要求高的場合。設(shè)計原則：　　已知條件：傳遞的載荷、扭矩或軸向力，聯(lián)接零件的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計的主要問題：選擇適當(dāng)?shù)呐浜瞎睢　　　　　　　“才藕侠淼慕Y(jié)構(gòu)　　　　　　　　確定對零件配合表面的工藝要求――如：表面粗糙度　　　　　　　　決定裝配方法（確定壓入力或計算所需溫差　　研究中假設(shè)：變形在彈性范圍內(nèi)　　　　　　　　被聯(lián)接件是兩個等長的厚臂圓筒　　　　　　　　配合面上壓力均勻分布　　計算步驟： 計算傳遞載荷所需的最小壓強，受軸向力時：滿足受轉(zhuǎn)矩時：滿足同時受和：滿足 求所需的最小過盈量　　由材力知識得：過盈量與壓強之間關(guān)系公式為：　　式中： 、為堿化計算引入的系數(shù)　　被包容件：　　包容件：　　　?。?，為材料的泊松比）　　從公式中可以看出過盈量于壓強成正比關(guān)系。此時兩零件之間相對靜止。特種帶可達(dá)60米每秒。按工作原理可分為摩擦傳動和嚙合傳動兩種。則對包容體，危險應(yīng)力發(fā)生在內(nèi)表面處，此處應(yīng)力如圖所示。之后放出高壓油。（看教材自學(xué)，簡單了解）注：定位銷通常不受或只受很小的載荷，其尺寸由經(jīng)驗確定。與平鍵的工作原理相同。 零件強度計算的內(nèi)容，都是根據(jù)工作中可能的失效形式擬定的。因此，鍵的上下面是工作面。 防松的目的、措施。（把螺牙看作是懸臂梁）（可對照教材講公式，而部寫板書） 將螺紋展開后入右圖：條件為： 式中：——螺桿的穩(wěn)定臨界載荷β——長度系數(shù)：與兩端支座形式有關(guān)。例：TT12（碳素工具鋼含碳量1％，％）等。② 采用懸置螺母，環(huán)槽螺母，或內(nèi)斜螺母（改變牙的剛度）。吳宗澤：習(xí)題集（P59）例題 468注：以上分析中，前提都是受到作用在螺栓組形心處的載荷，如不是的話，則應(yīng)先向形心處簡