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正文內(nèi)容

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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