精密機(jī)械設(shè)計(jì)課件

機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求、機(jī)械零件的工作能力、計(jì)算準(zhǔn)則、材料選擇的一般要求等。機(jī)械零件的工作能力和整體強(qiáng)度；機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度。精密機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求、機(jī)械零件的工作能力、計(jì)算準(zhǔn)則、材料1§1概述1、功能要求2、可靠性要求3、精度要求4、經(jīng)濟(jì)性要求5、外觀要求6、其他特殊要求一.機(jī)器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：工作可靠、成本低廉§1概述1、功能要求一.機(jī)器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：工作2在不發(fā)生失效的條件下,零件所能安全工作的限度工作能力承載能力→對(duì)載荷而言★機(jī)械零件設(shè)計(jì)的計(jì)算準(zhǔn)則：

計(jì)算量≤許用量

例如：強(qiáng)度判定條件：工作應(yīng)力≤許用應(yīng)力

剛度判定條件：變形量≤許用變形量在不發(fā)生失效的條件下,零件所能安全工作的限度工作能力承載能力3工作原理、結(jié)構(gòu)、類(lèi)型、應(yīng)用場(chǎng)合受力分析、失效形式設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)計(jì)算二.機(jī)械零件設(shè)計(jì)過(guò)程(一般步驟)1、擬訂零件的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖2、確定載荷的大小及位置3、選擇材料4、根據(jù)失效形式選用判定條件，設(shè)計(jì)出零件的主要參數(shù)5、繪制零件工作圖注意:1、通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算出的零件尺寸一般并不是最終采用的數(shù)值，設(shè)計(jì)者還要根據(jù)制造零件的工藝要求和標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格加以圓整；

2、在一般機(jī)器設(shè)計(jì)中，只有一部分零件是通過(guò)計(jì)算確定其形狀和尺寸的,而其余的零件則僅根據(jù)工藝要求和結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)；

3、設(shè)計(jì)工作是一個(gè)反復(fù)進(jìn)行的過(guò)程，經(jīng)過(guò)多次修改方案，改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù),才能得到比較合理的結(jié)果。工作原理、結(jié)構(gòu)、受力分析、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、二.機(jī)械零件設(shè)計(jì)過(guò)程(一4產(chǎn)品是否具有創(chuàng)新性，很大程度上取決于原理方案設(shè)計(jì)調(diào)查研究

結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)原理方案設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)試制、批量生產(chǎn)、銷(xiāo)售

可行性報(bào)告設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)原理方案圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖總裝配圖部裝圖、零件圖技術(shù)文檔三.機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程設(shè)計(jì)任務(wù)產(chǎn)品是否具有創(chuàng)新性，很大程度上取決于原理方案設(shè)計(jì)調(diào)查研究5強(qiáng)度條件(或剛度)設(shè)計(jì)計(jì)算尺寸校核計(jì)算強(qiáng)度條件(或剛度)四.機(jī)械零件傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法1.理論設(shè)計(jì)2.類(lèi)比設(shè)計(jì)3.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)：4.模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：強(qiáng)度條件(或剛度)設(shè)計(jì)計(jì)算尺寸校核計(jì)算強(qiáng)度條件(或剛度)6計(jì)算準(zhǔn)則:載荷的類(lèi)型：名義載荷：計(jì)算載荷：在理想的平穩(wěn)工作條件下作用在零件上的載荷?！?機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算載荷=K×名義載荷載荷系數(shù)強(qiáng)度——抵抗斷裂和殘余變形的能力計(jì)算準(zhǔn)則:載荷的類(lèi)型：名義載荷：計(jì)算載荷：在理想的平穩(wěn)工作7靜應(yīng)力：變應(yīng)力：一.應(yīng)力的種類(lèi)對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力不穩(wěn)定變應(yīng)力靜應(yīng)力：一.應(yīng)力的種類(lèi)對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力8靜應(yīng)力：靜應(yīng)力

靜應(yīng)力：靜應(yīng)力9對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力

非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力

脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力

變應(yīng)力對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力不穩(wěn)定變應(yīng)力對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力10塑性材料σS脆性材料σB

脆性材料取強(qiáng)度極限sB(tB)

塑性材料取屈服極限sS(tS)二.靜應(yīng)力下的極限應(yīng)力

(與材料性能有關(guān))塑性材料σS脆性材料σB二.靜應(yīng)力下的極限應(yīng)力11三.變應(yīng)力下的許用應(yīng)力★變應(yīng)力下零件的失效形式：

疲勞斷裂

疲勞斷裂特征：1、疲勞斷裂的最大應(yīng)力＜材料的屈服極限；2、疲勞斷口均表現(xiàn)為無(wú)明顯塑性變形；3、斷口上明顯地有兩個(gè)區(qū)域：光滑區(qū)、粗糙區(qū)；4、疲勞斷裂是損傷的積累的結(jié)果。三.變應(yīng)力下的許用應(yīng)力★變應(yīng)力下零件的失效形式：疲勞斷裂12失效形式:疲勞斷裂(塑、脆性材料)

變應(yīng)力下的強(qiáng)度疲勞斷裂與靜力斷裂不同,它與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有關(guān).[σ]=σr/S

；[τ]=τr/Ss－N疲勞曲線

機(jī)械零件的疲勞大多發(fā)生在σ－N曲線的CD段，D點(diǎn)以后的疲勞曲線呈一水平線，代表著無(wú)限壽命區(qū).

s－N疲勞曲線

失效形式:疲勞斷裂(塑、脆性材料)變應(yīng)力下的強(qiáng)度疲勞13★疲勞曲線1、應(yīng)力越小，能經(jīng)受的循環(huán)次數(shù)越多。應(yīng)力循環(huán)基數(shù)2、疲勞曲線的左半部（N≤N0），可用下列方程表示：對(duì)應(yīng)于循環(huán)次數(shù)N的彎曲疲勞極限：★許用應(yīng)力對(duì)稱(chēng)循環(huán)：脈動(dòng)循環(huán)：應(yīng)力集中系數(shù)尺寸系數(shù)表面狀態(tài)系數(shù)★疲勞曲線1、應(yīng)力越小，能經(jīng)受的循環(huán)次數(shù)越多。應(yīng)力循環(huán)基數(shù)214四.許用應(yīng)力和安全系數(shù)四.許用應(yīng)力和安全系數(shù)151．失效形式：疲勞點(diǎn)蝕

后果：

a.損壞零件的光滑表面

b.減小了接觸面積，降低承載能力

c.引起振動(dòng)和噪聲五.接觸疲勞強(qiáng)度1．失效形式：疲勞點(diǎn)蝕后果：五.接觸疲勞強(qiáng)度16

由彈性力學(xué)知，當(dāng)兩個(gè)軸線平行的圓柱體相互接觸并受壓時(shí)，其接觸面積為一狹長(zhǎng)矩形，最大接觸應(yīng)力發(fā)生在接觸區(qū)中線上，其值為:２．接觸應(yīng)力的計(jì)算由彈性力學(xué)知，當(dāng)兩個(gè)軸線平行的圓柱體相互接觸173.接觸疲勞強(qiáng)度的判定條件3.接觸疲勞強(qiáng)度的判定條件18接觸應(yīng)力的特點(diǎn)僅在局部很小的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生很大的應(yīng)力。

４．影響接觸疲勞強(qiáng)度的因素

接觸應(yīng)力的特點(diǎn)僅在局部很小的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生很大的應(yīng)力。４．19磨損：（零件表面破壞）耐磨性：②零件磨損的三個(gè)階段跑合磨損階段穩(wěn)定磨損階段劇烈磨損階段①影響磨損的因素

六.機(jī)械零件的耐磨性磨損：（零件表面破壞）耐磨性：②零件磨損的三個(gè)階段跑合磨損階20針對(duì)失效形式：零件表面破壞典型零部件：齒輪、軸承、鏈等

③計(jì)算準(zhǔn)則

在預(yù)定使用期限內(nèi)，零件的磨損量不超過(guò)允許值。

針對(duì)失效形式：零件表面破壞③計(jì)算準(zhǔn)則在預(yù)定使用期限內(nèi)，零21§3機(jī)械零件的常用材料及鋼的熱處理一.常用材料常用零件材料的力學(xué)性能等級(jí)和牌號(hào)1鑄鐵：含Ｃ＞2.06％→易成型、價(jià)廉、吸振、可靠性差灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵2鋼：含Ｃ量＜2％→常用碳素鋼：（含Ｓ、Ｐ量不同）普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼合金鋼：綜合機(jī)械性能好，但較貴,合金鋼的優(yōu)良性能取決于化學(xué)成份及熱處理鑄鋼：含Ｃ→（0.15～0.6）％→易成型3有色金屬合金：有特殊性能，價(jià)昂→少用鋁合金、銅合金（黃銅、青銅）、軸承合金4非金屬材料：工程塑料、橡膠、燒結(jié)材料、復(fù)合材料…§3機(jī)械零件的常用材料及鋼的熱處理一.常用材料常用零件材22(一)、鑄鐵：

含碳量＞2％的鐵碳合金，并含有較多

P、S、Mn等雜質(zhì)。

(二)、鋼：含碳量＜2％的鐵碳合金。1.碳素鋼

低碳鋼(≤0.25%)σs、σB較低，塑性高，良好的焊接性中碳鋼(0.25%～0.60%)綜合力學(xué)性能較好高碳鋼(＞0.60%)高強(qiáng)度和彈性普通碳素鋼Q235、Q275

優(yōu)質(zhì)碳素鋼20、45(一)、鑄鐵：含碳量＞2％的鐵碳合金，并含有較多(二)233.鑄鋼

主要用于制造承受重載、形狀復(fù)雜的大型零件。

牌號(hào)：ZG230－450(σs＝230MPa,σB=450MPa)綜合機(jī)械性能好，優(yōu)良性能取決于化學(xué)成份及熱處理,但較貴牌號(hào)：60Si2Mn40Cr20CrMnTi2.合金鋼合金鋼低合金鋼（合金含量＜5％）中合金鋼（合金含量5％－10％）高合金鋼（合金含量＞10％）4.有色金屬合金

良好的減摩性、耐腐蝕性、耐熱性和導(dǎo)電性,價(jià)昂。鋁合金、銅合金（黃銅、青銅）、軸承合金

ZCuH625.非金屬材料

耐腐蝕、絕緣性、絕熱性、優(yōu)異的成形性能，質(zhì)輕價(jià)廉. 工程塑料、橡膠、陶瓷、復(fù)合材料…3.鑄鋼主要用于制造承受重載、形狀復(fù)雜的大型零件。綜合機(jī)械24二.金屬材料的力學(xué)性能應(yīng)力極限：1、彈性極限σp3、強(qiáng)度極限σB低碳鋼的應(yīng)力—應(yīng)變曲線力學(xué)性能指標(biāo)強(qiáng)度塑性硬度沖擊韌性2、屈服極限σs(一)、強(qiáng)度二.金屬材料的力學(xué)性能應(yīng)力極限：1、彈性極限σp3、強(qiáng)度極25(二)塑性：金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力伸長(zhǎng)率δ；斷面收縮率

對(duì)于低碳鋼，約25%左右，約為60%。這二個(gè)指標(biāo)越高，材料的塑性越好。1(二)塑性：金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力26常用的硬度指標(biāo)：布氏硬度（HBS）硬度機(jī)壓頭為淬火鋼球，不能測(cè)太硬的材料，一般HBS<450洛氏硬度（HRC、HRB、HRA）120o金剛石錐體，載荷分別為150kgf,、100kgf、60kgf維氏硬度（HV）136o金剛石四角錐體，載荷小，5-30kgf

(三)、硬度：

硬度↑，→強(qiáng)度↑、耐磨性↑，但塑性↓硬度單位之比較：

HRC(洛氏)×10≈HBS常用的硬度指標(biāo)：(三)、硬度：硬度單位之比較：27(四)、沖擊韌性：金屬材料抵抗沖擊載荷的作用而不破壞的能力

彈性能↑，材料的韌性越好。金屬材料在加工和使用過(guò)程中，其力學(xué)性能受多種因素影響：

1.含碳量的影響

2.合金元素的影響

3.溫度的影響

4.熱處理工藝的影響(四)、沖擊韌性：金屬材料抵抗沖擊載荷的作用而不破壞的金屬材28

目的:

1.改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)提高材料力學(xué)性能

2.消除內(nèi)應(yīng)力(加工,熱處理)

方法:退火、正火、淬火、回火、表面熱處理(一)、普通熱處理1.退火

2.正火

3.淬火（蘸火）

4.回火

三.鋼的熱處理目的:1.改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)提高材料力學(xué)性能29正火(空冷)退火(爐冷)回火加熱保溫

淬火時(shí)間溫度低溫回火（150～250C）中溫回火（350～500C）高溫回火（500～650C）

(調(diào)質(zhì)——淬火+高溫回火)正火(空冷)退火(爐冷)回火加熱保溫淬火時(shí)間溫度低溫回火（30滲碳氮化氰化表面淬火:化學(xué)熱處理:(二)、表面熱處理

表面增硬，芯部韌性較好滲碳表面淬火:化學(xué)熱處理:(二)、表面熱處理表面31四.材料選擇原則使用要求：使用環(huán)境、載荷性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、重要程度...工藝要求：零件及其毛坯的形狀、批量、加工方法...經(jīng)濟(jì)要求：材料價(jià)格結(jié)合加工費(fèi)用、材料利用率、

批量、環(huán)境污染、能源消耗等...四.材料選擇原則使用要求：使用環(huán)境、載荷性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、重要程32§4機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性工藝性好→易加工、裝配，費(fèi)用低，滿足使用要求.主要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：一.毛坯選擇合理二.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理三.便于切削加工四.便于裝拆和維修五.制造精度及表面粗糙度選擇合理§4機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性工藝性好→易加工、裝配，費(fèi)用低，滿33機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求、機(jī)械零件的工作能力、計(jì)算準(zhǔn)則、材料選擇的一般要求等。機(jī)械零件的工作能力和整體強(qiáng)度；機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度。精密機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求、機(jī)械零件的工作能力、計(jì)算準(zhǔn)則、材料34§1概述1、功能要求2、可靠性要求3、精度要求4、經(jīng)濟(jì)性要求5、外觀要求6、其他特殊要求一.機(jī)器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：工作可靠、成本低廉§1概述1、功能要求一.機(jī)器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：工作35在不發(fā)生失效的條件下,零件所能安全工作的限度工作能力承載能力→對(duì)載荷而言★機(jī)械零件設(shè)計(jì)的計(jì)算準(zhǔn)則：

計(jì)算量≤許用量

例如：強(qiáng)度判定條件：工作應(yīng)力≤許用應(yīng)力

剛度判定條件：變形量≤許用變形量在不發(fā)生失效的條件下,零件所能安全工作的限度工作能力承載能力36工作原理、結(jié)構(gòu)、類(lèi)型、應(yīng)用場(chǎng)合受力分析、失效形式設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)計(jì)算二.機(jī)械零件設(shè)計(jì)過(guò)程(一般步驟)1、擬訂零件的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖2、確定載荷的大小及位置3、選擇材料4、根據(jù)失效形式選用判定條件，設(shè)計(jì)出零件的主要參數(shù)5、繪制零件工作圖注意:1、通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算出的零件尺寸一般并不是最終采用的數(shù)值，設(shè)計(jì)者還要根據(jù)制造零件的工藝要求和標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格加以圓整；

2、在一般機(jī)器設(shè)計(jì)中，只有一部分零件是通過(guò)計(jì)算確定其形狀和尺寸的,而其余的零件則僅根據(jù)工藝要求和結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)；

3、設(shè)計(jì)工作是一個(gè)反復(fù)進(jìn)行的過(guò)程，經(jīng)過(guò)多次修改方案，改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù),才能得到比較合理的結(jié)果。工作原理、結(jié)構(gòu)、受力分析、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、二.機(jī)械零件設(shè)計(jì)過(guò)程(一37產(chǎn)品是否具有創(chuàng)新性，很大程度上取決于原理方案設(shè)計(jì)調(diào)查研究

結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)原理方案設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)試制、批量生產(chǎn)、銷(xiāo)售

可行性報(bào)告設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)原理方案圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖總裝配圖部裝圖、零件圖技術(shù)文檔三.機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程設(shè)計(jì)任務(wù)產(chǎn)品是否具有創(chuàng)新性，很大程度上取決于原理方案設(shè)計(jì)調(diào)查研究38強(qiáng)度條件(或剛度)設(shè)計(jì)計(jì)算尺寸校核計(jì)算強(qiáng)度條件(或剛度)四.機(jī)械零件傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法1.理論設(shè)計(jì)2.類(lèi)比設(shè)計(jì)3.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)：4.模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：強(qiáng)度條件(或剛度)設(shè)計(jì)計(jì)算尺寸校核計(jì)算強(qiáng)度條件(或剛度)39計(jì)算準(zhǔn)則:載荷的類(lèi)型：名義載荷：計(jì)算載荷：在理想的平穩(wěn)工作條件下作用在零件上的載荷?！?機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算載荷=K×名義載荷載荷系數(shù)強(qiáng)度——抵抗斷裂和殘余變形的能力計(jì)算準(zhǔn)則:載荷的類(lèi)型：名義載荷：計(jì)算載荷：在理想的平穩(wěn)工作40靜應(yīng)力：變應(yīng)力：一.應(yīng)力的種類(lèi)對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力不穩(wěn)定變應(yīng)力靜應(yīng)力：一.應(yīng)力的種類(lèi)對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力41靜應(yīng)力：靜應(yīng)力

靜應(yīng)力：靜應(yīng)力42對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力

非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力

脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力

變應(yīng)力對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力不穩(wěn)定變應(yīng)力對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力43塑性材料σS脆性材料σB

脆性材料取強(qiáng)度極限sB(tB)

塑性材料取屈服極限sS(tS)二.靜應(yīng)力下的極限應(yīng)力

(與材料性能有關(guān))塑性材料σS脆性材料σB二.靜應(yīng)力下的極限應(yīng)力44三.變應(yīng)力下的許用應(yīng)力★變應(yīng)力下零件的失效形式：

疲勞斷裂

疲勞斷裂特征：1、疲勞斷裂的最大應(yīng)力＜材料的屈服極限；2、疲勞斷口均表現(xiàn)為無(wú)明顯塑性變形；3、斷口上明顯地有兩個(gè)區(qū)域：光滑區(qū)、粗糙區(qū)；4、疲勞斷裂是損傷的積累的結(jié)果。三.變應(yīng)力下的許用應(yīng)力★變應(yīng)力下零件的失效形式：疲勞斷裂45失效形式:疲勞斷裂(塑、脆性材料)

變應(yīng)力下的強(qiáng)度疲勞斷裂與靜力斷裂不同,它與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有關(guān).[σ]=σr/S

；[τ]=τr/Ss－N疲勞曲線

機(jī)械零件的疲勞大多發(fā)生在σ－N曲線的CD段，D點(diǎn)以后的疲勞曲線呈一水平線，代表著無(wú)限壽命區(qū).

s－N疲勞曲線

失效形式:疲勞斷裂(塑、脆性材料)變應(yīng)力下的強(qiáng)度疲勞46★疲勞曲線1、應(yīng)力越小，能經(jīng)受的循環(huán)次數(shù)越多。應(yīng)力循環(huán)基數(shù)2、疲勞曲線的左半部（N≤N0），可用下列方程表示：對(duì)應(yīng)于循環(huán)次數(shù)N的彎曲疲勞極限：★許用應(yīng)力對(duì)稱(chēng)循環(huán)：脈動(dòng)循環(huán)：應(yīng)力集中系數(shù)尺寸系數(shù)表面狀態(tài)系數(shù)★疲勞曲線1、應(yīng)力越小，能經(jīng)受的循環(huán)次數(shù)越多。應(yīng)力循環(huán)基數(shù)247四.許用應(yīng)力和安全系數(shù)四.許用應(yīng)力和安全系數(shù)481．失效形式：疲勞點(diǎn)蝕

后果：

a.損壞零件的光滑表面

b.減小了接觸面積，降低承載能力

c.引起振動(dòng)和噪聲五.接觸疲勞強(qiáng)度1．失效形式：疲勞點(diǎn)蝕后果：五.接觸疲勞強(qiáng)度49

由彈性力學(xué)知，當(dāng)兩個(gè)軸線平行的圓柱體相互接觸并受壓時(shí)，其接觸面積為一狹長(zhǎng)矩形，最大接觸應(yīng)力發(fā)生在接觸區(qū)中線上，其值為:２．接觸應(yīng)力的計(jì)算由彈性力學(xué)知，當(dāng)兩個(gè)軸線平行的圓柱體相互接觸503.接觸疲勞強(qiáng)度的判定條件3.接觸疲勞強(qiáng)度的判定條件51接觸應(yīng)力的特點(diǎn)僅在局部很小的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生很大的應(yīng)力。

４．影響接觸疲勞強(qiáng)度的因素

接觸應(yīng)力的特點(diǎn)僅在局部很小的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生很大的應(yīng)力。４．52磨損：（零件表面破壞）耐磨性：②零件磨損的三個(gè)階段跑合磨損階段穩(wěn)定磨損階段劇烈磨損階段①影響磨損的因素

六.機(jī)械零件的耐磨性磨損：（零件表面破壞）耐磨性：②零件磨損的三個(gè)階段跑合磨損階53針對(duì)失效形式：零件表面破壞典型零部件：齒輪、軸承、鏈等

③計(jì)算準(zhǔn)則

在預(yù)定使用期限內(nèi)，零件的磨損量不超過(guò)允許值。

針對(duì)失效形式：零件表面破壞③計(jì)算準(zhǔn)則在預(yù)定使用期限內(nèi)，零54§3機(jī)械零件的常用材料及鋼的熱處理一.常用材料常用零件材料的力學(xué)性能等級(jí)和牌號(hào)1鑄鐵：含Ｃ＞2.06％→易成型、價(jià)廉、吸振、可靠性差灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵2鋼：含Ｃ量＜2％→常用碳素鋼：（含Ｓ、Ｐ量不同）普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼合金鋼：綜合機(jī)械性能好，但較貴,合金鋼的優(yōu)良性能取決于化學(xué)成份及熱處理鑄鋼：含Ｃ→（0.15～0.6）％→易成型3有色金屬合金：有特殊性能，價(jià)昂→少用鋁合金、銅合金（黃銅、青銅）、軸承合金4非金屬材料：工程塑料、橡膠、燒結(jié)材料、復(fù)合材料…§3機(jī)械零件的常用材料及鋼的熱處理一.常用材料常用零件材55(一)、鑄鐵：

含碳量＞2％的鐵碳合金，并含有較多

P、S、Mn等雜質(zhì)。

(二)、鋼：含碳量＜2％的鐵碳合金。1.碳素鋼

低碳鋼(≤0.25%)σs、σB較低，塑性高，良好的焊接性中碳鋼(0.25%～0.60%)綜合力學(xué)性能較好高碳鋼(＞0.60%)高強(qiáng)度和彈性普通碳素鋼Q235、Q275

優(yōu)質(zhì)碳素鋼20、45(一)、鑄鐵：含碳量＞2％的鐵碳合金，并含有較多(二)563.鑄鋼

主要用于制造承受重載、形狀復(fù)雜的大型零件。

牌號(hào)：ZG230－450(σs＝230MPa,σB=450MPa)綜合機(jī)械性能好，優(yōu)良性能取決于化學(xué)成份及熱處理,但較貴牌號(hào)：60Si2Mn40Cr20CrMnTi2.合金鋼合金鋼低合金鋼（合金含量＜5％）中合金鋼（合金含量5％－10％）高合金鋼（合金含量＞10％）4.有色金屬合金

良好的減摩性、耐腐蝕性、耐熱性和導(dǎo)電性,價(jià)昂。鋁合金、銅合金（黃銅、青銅）、軸承合金

ZCuH625.非金屬材料

耐腐蝕、絕緣性、絕熱性、優(yōu)異的成形性能，質(zhì)輕價(jià)廉. 工程塑料、橡膠、陶瓷、復(fù)合材料…3.鑄鋼主要用于制造承受重載、形狀復(fù)雜的大型零件。綜合機(jī)械57二.金屬材料的力學(xué)性能應(yīng)力極限：1、彈性極限σp3、強(qiáng)度極限σB低碳鋼的應(yīng)力—應(yīng)變曲線力學(xué)性能指標(biāo)強(qiáng)度塑性硬度沖擊韌性2、屈服極限σs(一)、強(qiáng)度二.金屬材料的力學(xué)性能應(yīng)力極限：1、彈性極限σp3、強(qiáng)度極58(二)塑性：金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力伸長(zhǎng)率δ；斷面收縮率

對(duì)于低碳鋼，約25%左右，約為60%。這二個(gè)指標(biāo)越高，材料的塑性越好。1(二)塑性：金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力59常用的硬度指標(biāo)：布氏硬度（HBS）硬度機(jī)壓頭為淬火鋼球，不能測(cè)太硬的材料，一般HBS<450洛氏硬度（HRC、HRB、HRA）120o金剛石錐體，載荷分別為150kgf,、100kgf、60kgf維氏硬度（HV）136o金剛石四角錐體，載荷小，5-30kgf

(三)、硬度：