機械零件的強度計算

1、同濟大學機械設計第三章 機械零件的強度計算JXSJ11同濟大學機械設計JXSJ#同濟大學機械設計第0節(jié) 強度計算中的基本定義一. 載荷1. 按載荷性質分類：1）靜載荷：大小方向不隨時間變化或變化緩 慢的載荷。2）變載荷：大小和（或）方向隨時間變化的 載荷。2. 按使用情況分：1）公稱載荷（名義載荷）：按原動機或工作 機的額定功率計算出的載荷。2）計算載荷：設計零件時所用到的載荷。計算載荷與公稱載荷的關系：Fca=kFn M ca=kM Tca=kTn3）載荷系數(shù)：設計計算時，將額定載荷放大 的系數(shù)。由原動機、工作機等條件確定。JXSJ#同濟大學機械設計JXSJ#同濟大學機械設計* ./ 亠 X

2、 7靜應力r1.按應力性質分 <r1變應力彳應力非對稱循環(huán)變應力對稱循環(huán)變應力脈動應力規(guī)律性非穩(wěn)定變應力 非穩(wěn)定變應力Tt脈動應力JXSJ12同濟大學機械設計JXSJ#同濟大學機械設計2.按強度計算使用分1）工作應力：由 計算載荷按力學公式求得的應力。2）計算應力：由強度理論求得的應力。3）極限應力：根據(jù) 強度準則、材料性質和應力種類所選擇的機械性能極限值 -lim。4）許用應力：等效應力允許達到的最大值。二=；|im/S；JJXSJ#同濟大學機械設計JXSJ13同濟大學機械設計第1節(jié)材料的疲勞特性疲勞曲線1.疲勞曲線給定循環(huán)特征="J|im/"max，表示應力循環(huán)次

3、數(shù)N與疲勞極限二的關系曲線稱為疲勞曲線（或"-N ）。整理:k n其中:1)方程中參數(shù)說明kN-壽命系數(shù)a)b)c)受應力狀態(tài)鋼青銅拉、壓、彎、扭應力99接觸應力68低硬度W 350HB , No=107高硬度 >350HB No=25X107指數(shù)m：不同，二N不同；越大，二也越大。限應力線圖1）定義：同一材料，對于不同的循環(huán)特征進行試驗, 坐標系上，所得的曲線稱為極限應力線圖。求得疲勞極限，并將其繪在匚a-aCJXSJ14同濟大學機械設計JXSJ15同濟大學機械設計2）簡化曲線3）；-N 與關系a）a-N曲線：同一循環(huán)特征下、不同循環(huán)次數(shù)。b）；m-；a:不同循環(huán)特征、相同循

4、環(huán)次數(shù)。第二節(jié)機械零件的疲勞強度計算、影響疲勞強度的因素影響機械零件疲勞強度的主要因素有:應力集中、尺寸大小、表面質量 等。它們零件疲勞極限的影響用綜合影響系數(shù) 它與應力集中關系為：K 產（k#<+1/y1）/yK=（k/；+1/T/y其中：k；:、k；：-零件有效應力集中系數(shù)k；=i+q；：.（： ；T）k =1+q （： -1）q ；：、q：T材料的敏感系數(shù)一二、理論應力集中系數(shù):零件的尺寸系數(shù)1、表面狀態(tài)系數(shù)'-q-表面強化系數(shù)、考慮應力綜合影響系數(shù)時極限應力線圖三、向穩(wěn)定變應力下的機械零件疲勞強度何謂單向.、復雜、穩(wěn)定變應力？、S=；lim/二 max>S；1作應力

5、的增長規(guī)律1）應力循環(huán)特征為常數(shù)=C2）平均應力為常數(shù)常數(shù)二m=C 例：彈簧。3）最小應力為常數(shù)min=C例：螺紋聯(lián)結A （O,kN；-i/k；-）D （kiN；o/2,kN o/2k；-）cmA A零件有限壽命疲勞極限例：只受彎矩的轉動軸。JXSJ16同濟大學機械設計JXSJ17同濟大學機械設計2.循環(huán)特征為常數(shù)時的強度計算1）求極限應力：二m/；a -（二max"二 min ）/（聯(lián)解AD和0C得零件極限應力：二 max+ ；min二m= kN；_.；m/ ；ae 其中：二ae= k ；j - a+ " c m2）強度計算（1）按應力幅計算安全系數(shù)C'在 A'E'上S：a=-a'/ -a=k; -心嘉+ 產m=Tae-等效應力幅（）/（?）=常數(shù)因為常數(shù).平均應力折合為應力幅的等效系數(shù) 按靜強度計算C'在E'S上S；=s/（；a+f）第4節(jié)械零件的接觸強度機械零件的表面強度分：表面接觸強度、表面擠壓強度、表面磨損強度1.表面接觸強度的計算1）接觸應力的概念兩零件構成高副接觸， 接觸處形成較小的接觸面積,產生很大的應力,該應力稱為接觸應力。2）接觸應力的計算接觸應力按彈性力學中赫茲公式計算a）線接觸Frrb點接觸FX1、F"P1-皆+ 2i< E1E2)-