機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件－第7章機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論-文庫吧資料
2024-08-14 16:16本頁面
【正文】 v—— 摩擦表面之間的相對(duì)滑動(dòng)速度 。 計(jì)算內(nèi)容： （ 1）限制壓強(qiáng) （摩擦副之間的壓強(qiáng)） p≤【 p】 （ [p]由實(shí)驗(yàn)或同類機(jī)器使用經(jīng)驗(yàn)確定） 避免摩擦表面發(fā)生過度的磨損。設(shè)法限制影響的因素，從而限制磨損的速度。目前，只能用一些條件性的計(jì)算方法。耐磨性好，磨損速度慢。 4．腐蝕磨損 摩擦表面在磨損過程中物體表面和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用，造成表面材料的損失稱為腐蝕磨損。 3．表面疲勞磨損（點(diǎn)蝕） 兩摩擦表面受交變接觸應(yīng)力的作用而形成疲勞裂紋或剝落出微片和顆粒而逐步破壞的磨損稱為表面疲勞磨損。 嚴(yán)重的粘著磨損，稱“膠合”，它是高溫高壓（或高速重載）摩擦副常見的失效形式。 有摩擦，必有磨損。大約 = ～ 。摩擦系數(shù)極小，大約 = ～ ，無磨損產(chǎn)生，是理想的摩擦狀態(tài)。邊界膜極薄，不能避免金屬間的直接接觸，這時(shí)仍有摩擦力產(chǎn)生，其摩擦系數(shù) = ～ 。摩擦系數(shù) = ～ 。 35 第四節(jié) 機(jī)械設(shè)計(jì)中的耐磨性 一 、 摩擦 二 、 磨損 三 、 潤(rùn)滑 36 外力作用下， 相互接觸的兩個(gè)物體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，其接觸表面上就會(huì)產(chǎn)生抵抗滑動(dòng)的阻力 ，這一現(xiàn)象叫做 摩擦 ，所產(chǎn)生的阻力叫做 摩擦力 。 34 五、接觸疲勞強(qiáng)度的判定條件 σ H ≤ [ σ H], [σ H]= σ Hlim/SH σ Hlim—— 接觸疲勞限，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。 注意： 1） 接觸應(yīng)力中間大兩邊小，呈橢圓分布； 2） 接觸應(yīng)力的計(jì)算公式按赫茲公式計(jì)算得到， σ H—— 最大接觸應(yīng)力，也稱赫茲應(yīng)力。 齒輪表面淬火，提高表面硬度，它的硬度用 HRC（洛氏硬度）表示。 接觸疲勞限 —— 材料抵抗接觸疲勞破壞的能力。 因此，點(diǎn)蝕現(xiàn)象往往是點(diǎn)、線接觸高副常見的失效形式，齒輪、凸輪常是。 慣性力 —— 動(dòng)載荷 —— 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊，產(chǎn)生或增大噪音。 點(diǎn)蝕對(duì)工作的影響： 1） 減小接觸面積，降低承載能力； 2） 破壞零件表面的光滑形狀。 首先，零件在表面約 20μ m處發(fā)生裂紋，此裂紋慢慢向表面擴(kuò)散，最后以貝殼狀的小片掉下來，這種稱為 “ 疲勞點(diǎn)蝕 ” ，簡(jiǎn)稱 “ 點(diǎn)蝕 ” 。 29 二、接觸疲勞破壞 實(shí)際工作時(shí)，接觸應(yīng)力隨時(shí)間變化（周期性變化）。 只存在材料表層的應(yīng)力為 表面應(yīng)力 ， 對(duì)應(yīng)的零件強(qiáng)度為 表面強(qiáng)度。所以點(diǎn)、線接觸的高副的承載能力往往取決于接觸強(qiáng)度，如齒輪多半是齒面接觸強(qiáng)度破壞，當(dāng)然齒斷也是一種破壞。 簡(jiǎn)單來講，零件點(diǎn)、線接觸時(shí)，接觸區(qū)表層材料的應(yīng)力。 27 第三節(jié) 機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度 一、 接觸應(yīng)力 二、 接觸疲勞破壞 三、 材料的接觸疲勞限 四、 兩平行圓柱面相壓時(shí)，接觸應(yīng)力的計(jì)算 五、 接觸疲勞強(qiáng)度的判定條件 28 一、接觸應(yīng)力 點(diǎn)、線接觸的高副，如齒輪、凸輪、軸承。 3)安全系數(shù) S（安全系數(shù)定得正確與否對(duì)零件尺寸有很大影響） S↑ → 零件尺寸大，結(jié)構(gòu)笨重，浪費(fèi) ； S↓ → 可能不安全， 說明： ①安全系數(shù)實(shí)際上解決既安全又不浪費(fèi)這樣一個(gè)矛盾； ②安全系數(shù)不是計(jì)算出來的，而是人為決定的。 25 三、強(qiáng)度條件式 2)變 應(yīng)力下零件的強(qiáng)度計(jì)算 如 σ － 1—— 對(duì)稱循環(huán)的疲勞限 ｝ 作為材料的試件疲勞限 σ 0—— 脈動(dòng)循環(huán)的疲勞限 零件的疲勞限比材料的疲勞限要低，影響因素有：應(yīng)力集中系數(shù) kσ 或 kτ 、尺寸系數(shù) ε σ 、表面狀態(tài)系數(shù) β 。 ∴ [σ ]＝ σ s /S 2)變 應(yīng)力下零件的強(qiáng)度計(jì)算 其 σ lim是疲勞限，無論脆性材料還是塑性材料， σ lim一樣。 ][?? ????Slim][ ?][?? ? ??? Sli m][ ????Slim][ ?24 三、強(qiáng)度條件式 1）靜應(yīng)力下零件的強(qiáng)度計(jì)算 脆性材料： σ lim ＝ σ b σ b —— 材料的抗拉強(qiáng)度 (材料試樣受拉力時(shí)，在 (考慮斷裂 ) 拉斷前所承受的最大應(yīng)力 )。 注意兩點(diǎn)： 1） 應(yīng)力分正應(yīng)力、切應(yīng)力。 （如果承載能力取決于剛度時(shí)的計(jì)算準(zhǔn)則，則為剛度條件式。 1 Pa=1 N／ m2 工程實(shí)際中應(yīng)力數(shù)值較大，常用 MPa或 GPa作單位 1 MPa=106Pa (10的 6次方 ) 1 GPa=109Pa (10的 9次方 ) 20 二、應(yīng)力的分類 o t σ σ =常數(shù) σmax 脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 r =0 σm 靜應(yīng)力 : σ =常數(shù) 變應(yīng)力 : σ 隨時(shí)間變化 2m i nm a x ??? ??m平均應(yīng)力 : 2 m inm a x ??? ??a應(yīng)力幅 : T σmax σmin σa σa σm 循環(huán)變應(yīng)力 o t σ 變應(yīng)力的循環(huán)特性 : maxmin???rσmax σmin σa σa 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 r =1 o t σ 脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 1 = 0 +1 靜應(yīng)力 o t σ σa σa σmin r =+1 靜應(yīng)力是變應(yīng)力的特例 21 二、 應(yīng)力的分類 特別注意： 零件的失效，不應(yīng)根據(jù)零件所受載荷的類型或性質(zhì)，而應(yīng)根據(jù)零件受載后所產(chǎn)生的 工作應(yīng)力的變化類型或性質(zhì) 來判定。 垂直于截面的應(yīng)力分量稱為正應(yīng)力（或法向應(yīng)力）， 用 σ表示； 相切于截面的應(yīng)力分量稱切應(yīng)力或切向應(yīng)力，用 τ表示。 變載荷 —— 隨時(shí)間作周期性變化或非周期性變化的載荷。 K 名義載荷＝計(jì)算載荷 如 KF=Fca， KT=Tca ★ 機(jī)械零件常按計(jì)算載荷進(jìn)行計(jì)算。 （物理、力學(xué)中指的都是名義載荷） 大多數(shù)機(jī)器的工作都不是理想平穩(wěn)的。 為避免失效，承載能力的判定條件 —— 計(jì)算準(zhǔn)則 常用的計(jì)算準(zhǔn)則有
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