機械常識500問66(編輯修改稿)
2025-03-05 14:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 保其特定功能。剛度準則是要求零件受載荷后的彈性變形量不大于允許彈性變形量。 顧客導向、科技領(lǐng)航、全面管理、精益求精 機械零件的主要失效形式和計算準則 剛度準則的表達式為： y≤[y] （ 3– 17） y是彈性變形量，如撓度、縱向伸長（縮短）： [y]為相應(yīng)的許用彈性變形量。零件的彈性變形量可由理論計算或經(jīng)實驗得到，許用變形量則取決于零件的用途，根據(jù)理論分析或經(jīng)驗確定。 顧客導向、科技領(lǐng)航、全面管理、精益求精 機械零件的主要失效形式和計算準則 、耐熱性準則 由于摩擦等原因，機械在運轉(zhuǎn)時，機械零件和潤滑劑的溫度一般會升高。過高的工作溫度將導致潤滑效果下降，同時，還會引起零件的熱變形、硬度和強度下降，甚至損壞。如在高溫時，金屬機械零件可能發(fā)生膠合、卡死；塑料等非金屬機械零件可能發(fā)生軟化，甚至熔化等，在某些場合還會引起熱應(yīng)力。耐熱性準則一般是控制機械零件的工作溫度不要超過許用值，以保證零部件正常工作，其表達式是 t≤ [t] 為了改善散熱性能、控制溫升，必要時可以采用水冷或氣冷等措施。 顧客導向、科技領(lǐng)航、全面管理、精益求精 機械零件的主要失效形式和計算準則 、振動穩(wěn)定性準則 當激勵的頻率等于物體固有頻率時，物體振幅最大，激勵的頻率與固有頻率相差越大，物體的振幅越小。激勵的頻率接近物體的固有頻率時，受迫振動的振幅會很大，這種現(xiàn)象叫做共振。振動穩(wěn)定性指機械零件在機器運轉(zhuǎn)時避免發(fā)生共振的品質(zhì)。 為了延長機器的壽命，為了避免軸和機器的損壞，應(yīng)驗算軸的振動穩(wěn)定性，特別是高速機器的軸。振動穩(wěn)定性準則要求機械零件的固有頻率應(yīng)與激勵的頻率錯開，保證不發(fā)生共振。 設(shè)機器中受激勵作用的零部件的固有頻率為 f，激勵力的頻率為 fp，一般要求 : fp f 或 fp f 顧客導向、科技領(lǐng)航、全面管理、精益求精 機械零件的主要失效形式和計算準則 改變機械零件的剛度和質(zhì)量可以改變其固有頻率。增大機械零件的剛度和減小其質(zhì)量，提高其固有頻率；減小機械零件的剛度和增大其質(zhì)量則降低機械零件的固有頻率。有時，機器運轉(zhuǎn)時為了防止共振要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。 軸產(chǎn)生共振的主要原因是：由于材料內(nèi)部質(zhì)量不均勻，加之制造和安裝的誤差，使其質(zhì)心和它的旋轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生偏差，軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生慣性力，這個慣性力使轉(zhuǎn)子作強迫振動。軸在引起共振時的速度稱為臨界速度。在臨界速度下，這個慣性力的頻率等于或幾倍于轉(zhuǎn)子的固有頻率，因此發(fā)生共振。 顧客導向、科技領(lǐng)航、全面管理、精益求精 機械零件的主要失效形式和計算準則 、壽命準則 為了保證機器在一定壽命期限內(nèi)正常工作，在設(shè)計機械零件時必然要對機械零件的壽命提出要求。需要說明，在機器壽命期限內(nèi)，零件是可以更換的，也就是說某些機械零件的壽命可以比機器的壽命短。機械零件的壽命主要受材料的疲勞、磨損和腐蝕影響。 為了避免發(fā)生零件疲勞引起的失效，如疲勞斷裂，應(yīng)根據(jù)機械零件壽命對應(yīng)的疲勞極限計算疲勞強度。即根據(jù)壽命要求，結(jié)合零件轉(zhuǎn)速等具體情況，計算出應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 N時的疲勞極限，再代入強度條件式，計算疲勞強度。當滿足疲勞強度時，可以保證機械零件在破壞前的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達到壽命要求。 顧客導向、科技領(lǐng)航、全面管理、精益求精 機械零件的主要失效形式和計算準則 磨損一般是不可避免的。在一定條件下，腐蝕也是不可避免的，如橋梁結(jié)構(gòu)件、地埋鋼質(zhì)管道的腐蝕等。在設(shè)計時，主要是保證機械零件在壽命內(nèi)，不要發(fā)生過度的磨損和腐蝕。磨損發(fā)生的機理尚為完全被人們掌握，影響磨損的因素也比較多，一般根據(jù)摩擦學設(shè)計原理來改善摩擦副的耐磨性。主要措施有：合理選擇摩擦副材料；合理選擇潤滑劑和添加劑；控制摩擦副的工作條件，如壓強、滑動速度和溫升。 到目前為止，還沒有實用、有效的腐蝕壽命計算方法，通常從材料選擇及防腐處理方面采取措施。如選用耐腐蝕的材料，采用表面鍍層、噴涂、磷化等處理。 顧客導向、科技領(lǐng)航、全面管理、精益求精 機械零件的主要失效形式和計算準則 、可靠性準則 可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。產(chǎn)品的質(zhì)量一般應(yīng)包含性能指標和可靠性指標。機械產(chǎn)品的性能指標是指產(chǎn)品具有的技術(shù)指標，如機械的功率、轉(zhuǎn)矩、工作力、工作速度等。如果只有性能指標，沒有可靠性指標，產(chǎn)品的性能指標也得不到保證。例如，一臺技術(shù)先進的飛機，如果可靠性不高，勢必經(jīng)常發(fā)生故障，影響正常飛行和增加維修費用，甚至可能造成嚴重的事故。產(chǎn)品的可靠性用可靠度 R（ t）來衡量。可靠度的定義是：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率?？煽慷仁菚r間的函數(shù)。有一批數(shù)量為 n的相同產(chǎn)品，在 t=0開始工作，隨著
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