機械設(shè)計力學(xué)基礎(chǔ)

機械設(shè)計力學(xué)基礎(chǔ)第1頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1載荷和應(yīng)力1.1.1機械零部件的工作能力工作能力需求強度、剛度耐磨性振動穩(wěn)定性……以傳動為主的零件一般要求有一定的強度和剛度，即在工作負荷下不發(fā)生破壞和過大的變形；具有相對運動并傳力的零件需要有較好的耐磨性；而高速轉(zhuǎn)動的零件則要具有較高的振動穩(wěn)定性。第2頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1.2機械零件的強度靜強度

疲勞強度按工作條件分整體強度

表面強度按破壞部位和破壞形式分強度反映機械零件承受載荷時抵抗破壞的能力第3頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1.3載荷靜載荷

變載荷周期性變載荷

非周期性變載荷名義載荷

計算載荷額定功率或名義功率引入載荷系數(shù)K

計算載荷=K*名義載荷第4頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1.4應(yīng)力P113

（a）對稱循環(huán)(b)脈動循環(huán)(c)非對稱循環(huán)靜應(yīng)力r=1靜應(yīng)力

變應(yīng)力1.應(yīng)力循環(huán)特性系數(shù)r=-1r=0-1<r<1第5頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第6頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月強度極限

屈服極限

疲勞極限極限應(yīng)力脆性破壞，斷裂塑性變形疲勞破壞工作應(yīng)力：按照材料力學(xué)的基本公式求出的、作用在零件剖面上的應(yīng)力計算應(yīng)力：零件危險剖面上呈復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)時，按照某一強度理論求出、與單向應(yīng)力等效的應(yīng)力。工作應(yīng)力

計算應(yīng)力2.應(yīng)力3.極限應(yīng)力按照強度準則設(shè)計機械零件時，根據(jù)材料性質(zhì)及應(yīng)力種類而采用材料的某個應(yīng)力極限值。第7頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月4.標準試件的疲勞極限和疲勞曲線P114

疲勞破壞應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有限壽命疲勞極限工程上常用對稱循環(huán)

r=-1

的應(yīng)力極限值和作為材料的疲勞極限N0循環(huán)基數(shù)，對應(yīng)的和稱為

疲勞極限第8頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月影響疲勞

極限的因素1.應(yīng)力集中

2.絕對尺寸

3.表面狀態(tài)

零件的對稱循環(huán)疲勞極限應(yīng)力5.零件的疲勞極限P115第9頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月6.許用應(yīng)力及（許用)安全系數(shù)安全系數(shù)的采取原則：

在保證安全的可靠的前提下，盡可能選擇較小的安全系數(shù)

許用應(yīng)力：計算應(yīng)力允許達到的最大值。在實現(xiàn)條件下找出極限應(yīng)力值，在現(xiàn)場情況下，考慮各方面的影響，加一個安全系數(shù)。第10頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月7.整體強度和表面強度整體強度零件受載時在本體內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力為整體強度問題，整體強度的形式有拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切零件受載時，在傳力的接觸表面上產(chǎn)生應(yīng)力，引起表面強度問題。表面強度第11頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月8.接觸強度接觸應(yīng)力：是在兩個零件通過點接觸或線接觸傳遞載荷時，在接觸部位產(chǎn)生彈性變形，同時產(chǎn)生的很大的應(yīng)力。第12頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月彈性力學(xué)中的赫茲Hertz公式------作用在圓柱體上的壓力，N------接觸線長度，mm------綜合曲率半徑------兩圓柱體材料的泊松比------材料彈性系數(shù)，E1E2圓柱體材料的彈性模量第13頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2機械零部件失效形式與設(shè)計準則1.2.1失效形式及對策機械零部件由于某種原因喪失工作能力而不能正常工作時稱為失效。第14頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月采用的對策

1.控制零件尺寸

2.合理選擇材料和熱處理方式

3.合理設(shè)計機構(gòu)

4.合理使用和維護

第15頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月1.控制零件尺寸

按強度、剛度等工作能力準則計算零件尺寸，使在滿足工作要求條件下尺寸盡量緊湊。

1）校驗計算2）設(shè)計計算3）計算承載力第16頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.合理選擇材料和熱處理從考慮強度出發(fā)選擇強度極限高的材料同樣尺寸的零件可以承受更大載荷而不被破壞從考慮剛度出發(fā)選擇彈性模量較大的材料相同工況下可以減小變形量從考慮零件的表面硬度和整體韌性出發(fā)選擇合理的熱處理工藝方法選擇合理的耐磨材料，可以減少磨損第17頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月3.采用合理的結(jié)構(gòu)4.合理的使用和維護第18頁，課件共1