機(jī)械零件設(shè)計概論(編輯修改稿)
2024-07-15 22:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 紋加快擴(kuò)展)，終于使表層金屬呈小片狀剝落下來，而在零件表面形成一些小坑（圖97）。這種現(xiàn)象稱為疲勞電蝕。發(fā)生疲勞點蝕后，減小了接觸面積，損壞了零件的光滑表面，因而也降低了承載能力，并引起振動和噪聲。疲勞點蝕常是齒輪、滾動軸承等零件的主要失效2形式。 由彈性力學(xué)的分析可知，當(dāng)兩個軸線平行的圓柱體相互接觸并受壓時（圖98），其接觸面積為一狹長矩形，最大接觸應(yīng)力發(fā)生在接觸區(qū)中線上，其值為 （99）令及，對于鋼或鑄鐵取泊松比μ1=μ2=μ=，則上式可化簡為 （910） 接觸疲勞強度的判定條件為，而 （911）式中為實驗測得的材料的接觸疲勞極限，對于鋼，其經(jīng)驗公式為若兩零件的硬度不同時，常以較軟零件的接觸疲勞極限為準(zhǔn)。 機(jī)械零件的耐磨性 運動副中，摩擦表面物質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象稱為磨損，磨損會逐漸改變零件尺寸和摩擦表面狀態(tài)。零件抗磨損的能力稱為耐磨性。除非運動副摩擦表面為一層潤滑劑所隔開而不直接接觸，否則磨損總是難以避免的。但是只要磨損速度穩(wěn)定緩慢，零件就能保持一定壽命。所以，在預(yù)定使用期限內(nèi)，零件的磨損量不超過允許值時，就認(rèn)為是正常磨損。 出現(xiàn)劇烈磨損時，運動副的間隙增大，能使機(jī)械的精度喪失，效率下降，振動、沖擊和噪聲增大。這時應(yīng)立即停車檢修、更換零件。 據(jù)統(tǒng)計，約有80％的損壞零件是因磨損而報廢的?？梢娧芯苛慵湍バ跃哂兄匾饬x。 磨損現(xiàn)象是相當(dāng)復(fù)雜的，有物理、化學(xué)和機(jī)械等方面原因。下面對機(jī)械中磨損的主要類型作一簡略介紹。 1．磨粒磨損 硬質(zhì)顆?；蚰ラ弑砻嫔嫌驳耐狗?，在磨檫過程中引起的材料脫落現(xiàn)象稱為磨粒磨損。硬質(zhì)顆?？赡苁橇慵旧砟p造成的金屬微粒，也可能是外來的塵土雜質(zhì)等。摩擦面間的硬粒，能使表面材料脫落而留下溝紋。 2．粘著磨損(膠合) 加工后的零件表面總有一定的粗糙度。摩擦表面受載時，實際上只有部分峰頂接觸，接觸處壓強很高，能使材料產(chǎn)生塑性流動這種現(xiàn)象稱為粘著磨損（膠合）。所謂材料轉(zhuǎn)移是指接觸表面擦傷和撕脫，嚴(yán)重。若接觸處發(fā)生粘著，滑動時會使接觸表面材料由一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面，時摩擦表面能相互咬死。（點蝕） 在滾動或兼有滑動和滾動的高副中，如凸輪，齒輪等，受載時材料表層有很大的接觸應(yīng)力，當(dāng)載荷重復(fù)作用時，常會出現(xiàn)表層金屬呈小片狀剝落，而在零件表面形成小坑，這種現(xiàn)象稱為疲勞磨損或點蝕。 在摩擦過程中，與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)的磨損，稱為腐蝕磨損。 實用耐磨計算是限制運動副的壓強P，即： （912）式中[P]是由實驗或同類機(jī)器使用經(jīng)驗確定的許用壓強。 相對運動速度較高時，還應(yīng)考慮運動副單位時間接觸面積的發(fā)熱量fpv。在摩檫系數(shù)一定的情況下，可將pv值與許用pv值進(jìn)行比較，即 （913） 機(jī)械制造常用材料及其選擇 金屬材料1．鑄鐵 鑄鐵和鋼都是鐵碳合金，它們的區(qū)別主要在于含碳量的不同。含碳量小于2％的鐵碳合金稱為鋼，含碳量大于2%的稱為鑄鐵。鑄鐵具有適當(dāng)?shù)囊兹坌裕己玫囊簯B(tài)流動性，因而可鑄成形狀復(fù)雜的零件。2．鋼 與鑄鐵相比，鋼具有高的強度、韌性和塑性，并可用熱處理方法改善其力學(xué)性能和加工性能。鋼制零件的毛坯可用鍛造、沖壓、焊接或鑄造等方法取得，因此其應(yīng)用極為廣泛。 按照用途，鋼可分為結(jié)構(gòu)鋼，工具鋼和特殊鋼。結(jié)構(gòu)鋼用于制造各種機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)的構(gòu)件；工具鋼主要用于制造各種刃具、模具和量具；特殊鋼(如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼等)用于制造在特殊環(huán)境下工作的零件。按照化學(xué)成分，鋼又可分為碳素鋼和合金鋼。碳素鋼的性質(zhì)主要取決于含碳量，含碳量越高則鋼的強度越高，但塑性越低．為了改善鋼的性能，特意加入了一些合金
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