機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)b3王子羲講義21

1、第二、三章零部件的失效機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度磨損概述內(nèi)容失效：定義、分類(lèi)、應(yīng)對(duì)策略；疲勞強(qiáng)度：失效過(guò)程、循環(huán)應(yīng)力、強(qiáng)度計(jì)算、措施；磨損失效的定義與種類(lèi)失效是指產(chǎn)品在使用或存放過(guò)程中，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用條件下，由于自身組成成分、結(jié)構(gòu)或者使用條件的的變化，造成的系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能部分或全部喪失的現(xiàn)象。（系統(tǒng)失效）機(jī)械零部件由于各種原因不能正常工作，稱(chēng)為機(jī)械零部件的失效；吳宗澤機(jī)械設(shè)計(jì)北京：高教出版社 2001年 p.9機(jī)械零部件失效機(jī)械系統(tǒng)失效機(jī)械系統(tǒng)失效一定伴隨有零部件的失效嗎？零部件失效的形式：體積失效：軸、輪齒、螺栓的斷裂、零件塑性變形，鋼絲繩變長(zhǎng)（多股鋼絲之間的致密程度發(fā)生變化） ；表面失效：磨損、膠

2、合、壓潰；老化失效：橡膠皮帶硬化、變長(zhǎng)、彈簧彈性系數(shù)減小、磁性變化；成分失效：潤(rùn)滑劑缺失、螺絲松動(dòng)失效的原因：產(chǎn)品中，設(shè)計(jì)使用條件與設(shè)計(jì)使用壽命之間的技術(shù)矛盾。失效的解決方法：增強(qiáng)產(chǎn)品對(duì)使用條件的適應(yīng)性；增強(qiáng)產(chǎn)品對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部變化的適應(yīng)性；正確設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的損耗件；正確地使用產(chǎn)品。軸的設(shè)計(jì)工作壽命多少年？產(chǎn)品對(duì)使用條件的適應(yīng)性：可靠性增強(qiáng)產(chǎn)品對(duì)使用條件的適應(yīng)性運(yùn)動(dòng)員的最大力量是多少？增強(qiáng)產(chǎn)品對(duì)使用條件的適應(yīng)性圖示為自行車(chē)的一種車(chē)鈴結(jié)構(gòu)，當(dāng)自行車(chē)在雨中行駛時(shí)這種車(chē)鈴內(nèi)容易進(jìn)水，使得車(chē)鈴內(nèi)軸的潤(rùn)滑失效，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，使得當(dāng)自行車(chē)在雨中行駛時(shí)這種車(chē)鈴內(nèi)不易進(jìn)水。增強(qiáng)產(chǎn)品對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部變化的適應(yīng)性

3、正確設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的損耗件正確地使用產(chǎn)品零部件失效的形式：體積失效：軸、輪齒、螺栓的斷裂、零件塑性變形，鋼絲繩變長(zhǎng)（多股鋼絲之間的致密程度發(fā)生變化）；表面失效：磨損、膠合、壓潰；老化失效：橡膠皮帶硬化、變長(zhǎng)、彈簧彈性系數(shù)減小、磁性變化；成分失效：潤(rùn)滑劑缺失、螺絲松動(dòng)第二章機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.1疲勞失效的特點(diǎn)（一）疲勞失效現(xiàn)象 零件工作在低于屈服強(qiáng)度的應(yīng)力狀態(tài)下，經(jīng)過(guò)一定次數(shù)的應(yīng)力循環(huán)后突然斷裂，斷裂時(shí)沒(méi)有明顯的宏觀塑性變形， 這種破壞形式稱(chēng)為疲勞失效。 第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.1疲勞失效的特點(diǎn)（二）疲勞失效原

4、因 1.在應(yīng)力作用下，處于高應(yīng)力區(qū)（通常在零件表面,為什么？）的材料缺陷孕育初始裂紋。 2.變應(yīng)力的反復(fù)作用使裂紋沿尖端擴(kuò)展，使零件的有效承載斷面逐漸減小。 3.當(dāng)裂紋擴(kuò)展到使剩余截面不足以承受載荷時(shí)發(fā)生突然斷裂。第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.1疲勞失效的特點(diǎn)（三）疲勞斷口特征 第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.1疲勞失效的特點(diǎn)（三）疲勞斷口特征 第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.1疲勞失效的特點(diǎn)（三）疲勞斷口特征 第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.1疲勞失效的特點(diǎn)（四）引起變應(yīng)力的原因 1.變

5、載荷 例：內(nèi)燃機(jī)連桿第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.1疲勞失效的特點(diǎn)（四）引起變應(yīng)力的原因 2.零件運(yùn)動(dòng) 例：齒輪輪齒 第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.1疲勞失效的特點(diǎn)（四）引起變應(yīng)力的原因 2.零件運(yùn)動(dòng) 例：軸第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.1疲勞失效的特點(diǎn)（四）引起變應(yīng)力的原因 2.零件運(yùn)動(dòng) 例：滾動(dòng)軸承第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.2變應(yīng)力的種類(lèi)第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.2變應(yīng)力的種類(lèi)穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.2變應(yīng)力的種類(lèi)非穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.3變應(yīng)力的特征參數(shù)第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1概述2.1.3變應(yīng)力的特征參數(shù)r1 r=0 r=1自動(dòng)門(mén)設(shè)計(jì)載荷循環(huán)次數(shù)是多少？高桿燈提升裝置第二章 機(jī)械零件的