機械零件設計概論(ppt64頁)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 σ 、 [σ]為應力、許用應力。 為的臨界載荷， 為最小安全系數(shù)。 機械設計基礎 西南科技大學制造學院 (一 )疲勞點蝕 如果兩個零件在受載荷前是點接觸或線接觸，當受壓變形后，其接觸后形成一小面積，且表面產(chǎn)生很大的局部應力，這種應力稱為接觸應力。這時零件強度稱為接觸強度。 疲勞點蝕 減小接觸面積，損壞光滑表面，降低了承載能力，并引起振動和噪聲。 齒輪，滾動軸承等零件的主要失效形式。 1. 表面接觸強度 機械零件的接觸強度 機械設計基礎 西南科技大學制造學院 當兩個軸線平行的圓柱體相互接觸并受壓時其接觸面積為一狹長矩形，最大接觸應力發(fā)生在接觸區(qū)中線上，其值為： 222122111111EEbF nH???????????對于鋼或鑄鐵 ， 可取泊松比 ?1= ?2=得： )1(212???? ?? bEF nH ?bEFn= 接觸強度的判定條件為： ? ?HH ?? ?? ? HHH Slim?? ?機械設計基礎 西南科技大學制造學院 ? 以面接觸而無相對運動的零件，通過接觸面來傳遞載荷時接觸面會產(chǎn)生擠壓應力。 ? 表面擠壓強度不足時，塑性材料零件表面可能產(chǎn)生塑性變形，脆性材料表面可能產(chǎn)生壓潰，引起零件失效。 ? 計算表面擠壓強度時，接觸應力按接觸表面平均應力進行條件性計算，強度條件為 2. 表面擠壓強度 ? ?PpAF ?? ??機械設計基礎 西南科技大學制造學院 耐磨性 磨損的主要類型 1)磨粒磨損： 硬質顆粒或摩擦表面上硬的凸峰，在摩擦過程中引起的材料脫落現(xiàn)象稱為磨粒磨損。 2）粘著磨損 若接觸處發(fā)生粘著，滑動時會使接觸表面材料由一個表面轉移到另一個表面，這種現(xiàn)象稱為粘著磨損。 3）疲勞磨損 4）腐蝕磨損 在摩擦過程中，與周圍介質發(fā)生化學反應或電化學反應的磨損，稱為腐蝕磨損。 耐磨性計算 ? ? ? ?pvpvpp ?? 。實用耐磨性計算是限制運動副的壓強 P,相對速度較高時，還應考慮運動副單位時間單位接觸面積的發(fā)熱量 fpv。 機械設計基礎 西南科技大學制造學院 機械制造常用材料及其選擇 鋼和鑄鐵 最常用，其次是 有色金屬合金 ， 非金屬材料 如塑料、橡膠等，在機械制造中也具有獨特的使用價值。 一 、 金屬材料 黑色金屬 — 鐵碳合金 鐵碳含金 → 鑄鐵 (含碳量大于 2％ ) ↘ 鋼 (含碳量小于 2％ ) 機械性能 — 總體上，含碳量越高，材料強度硬度提高、塑性下降。 機械設計基礎 西南科技大學制造學院 鑄鐵 ? 具有適當?shù)囊兹坌?， 良好的液態(tài)流動性 ， 可鑄成形狀復雜的零件 。 減震性 、 耐磨性 、 切削性 （ 指灰鑄鐵 ） 均較好且成本低廉 ， 機械制造中應用甚廣 。 ? 常用鑄鐵：灰鑄鐵 、 球墨鑄鐵 、 可鍛鑄鐵 、 合金鑄鐵等 。 灰口鑄鐵 HT150(抗拉強度 150MPa ） 球墨鑄鐵 QT5007 (抗拉強度 500MPa，拉伸率 7%） 兩者均為脆性材料 ,不能輾壓和鍛造 常用在機器的基礎或箱體 (時效處理 — 消除鑄造內(nèi)應力 ) 機械設計基礎 西南科技大學制造學院 鋼 具有高的強度 、 韌性和塑性 ， 可用熱處理方法改善其力學性能和加工性能 。 鋼制零件毛坯可用鍛造 、 沖壓 、 焊接或鑄造等方法取得 ，應用極為廣泛 。 按用途分： 1） 結構鋼 (制造零件和工程構件 ) 2） 工具鋼 (制造各種刃具 、 模具和量具 ) 3） 特殊鋼 (不銹鋼 、 耐熱鋼 、 耐酸鋼等 ) (制造特殊環(huán)境下工作零件 ） 機械設計基礎 西南科技大學制造學院 ? 按化學成分： 1）碳素鋼 — 含碳量不超過 % （低中高碳鋼 ） ①普通碳素鋼 — Q235（ A3鋼 )等 (屈服強度 235MPa) ② 優(yōu)質碳素鋼 — 45等 (含碳量 % 左右） 2）合金鋼 — 鋼中添加合金元素，如鎳、鉻、錳、鉬、釩等，極大地改善鋼材性能。 如： 40Cr 35CrMo 40CrNiMo 等 , 采用 40CrNiMo制造鉆具。 3） 合金鋼的優(yōu)良性能不僅取決于化學成分 ， 更大程度上取決于適當?shù)臒崽幚?。 機械設計基礎 西南科技大學制造學院 鑄鋼 液態(tài)流動性比鑄鐵差 ， 用普通砂型鑄造 ， 壁厚常不小于 10mm。 鑄鋼件的收縮率比鑄鐵件大 ， 故鑄鋼件的圓角和不同壁厚的過渡部分均應比鑄鐵件大些 。 如： ZG230450（ 屈服強度 — 抗拉強度 ） 選擇鋼材時 ， 應在滿足使用要求的條件下 ， 盡量采用價格便宜供應充分的碳素鋼 ， 必須采用合金鋼時也應優(yōu)先選用我國資源豐富的硅 、 錳 、 硼 、 釩類合金鋼 。 機械設計基礎 西南科技大學制造學院 常用鋼鐵材料的力學性能 機械設計基礎 西南科技大學制造學院 機械設計基礎 西南科技大學制造學院 有色金屬合金（減摩、耐腐蝕） 1） 銅合金分為青銅與黃銅： 黃銅 =銅＋鋅 （ 含少量錳 、 鋁 、 鎳等 ） ， 具有很好的塑性及流動性 ， 可進行輾壓和鑄造 ， 可制造 散熱器 、 油管 、墊片 、 螺釘 等； 青銅 =銅＋非鋅合金（錫 Sn,鉛 Pb,鋁 Al） 分為含錫青銅和不含錫青銅兩類 ， 減摩性和抗腐蝕性均較好 ， 也可輾壓和鑄造 。 ? 2）軸承合金（稱巴氏合金） ? 為銅、錫、鉛、銻的合金，其減磨性、導熱性、抗膠合性好，主要用于制作滑動軸承的軸承襯。 機械設計基礎 西南科技大學制造學院 非金屬材料 橡膠 — 彈性好，吸振、密封等 (聯(lián)軸器或減震器的彈性元件、帶傳動的膠帶等。硬橡膠可制造水潤滑