机械原理零件的概念

第三章机械零件的强度

简介

载荷和应力概念 材料的疲劳曲线 极限应力线图

单向稳定变应力时零件的疲劳强度计算 提高零件疲劳强度的措施 机械零件的接触强度 复习题

简 介

强度准则是设计机械零件的最基本准则。强度问题分为静应力强度和变应力强度。绝大多数通用零件都是在变应力下工作的，各式各样的疲劳破坏是通用零件的主要失效形式。本章讨论零件在变应力下的疲劳强度问题。

第一节 载荷和应力概念

一、载荷

机械工作时所受的力或力矩统称为载荷。

1、静载荷：载荷的大小或方向不随时间变化或变化极缓慢时，称为静载荷。 2、变载荷：载荷大小或方向不断随时间变化时，称为变载荷。

3、名义载荷 ：Fn 依据原动机械或负荷额定功率计算出零件的载荷，称为名义载荷。

4、计算载荷：名义载荷乘载荷系数。 二、应力

载荷作用在零件上将产生应力。

1、静应力：不随时间而变或随时间缓慢变化的应力称为静应力；(失效—塑性破坏）

2、变应力：不断地随时间而变的应力称为变应力。（失效—疲劳破坏） 静载荷和变载荷均可能产生变应力。

3、工作应力：计算载荷作用在零件上的应力

4、

线齿廓的范成原理实验

一、实验目的：

1、掌握用范成法加工渐开线齿廓的切齿原理，观察齿廓的渐开线及过渡曲线的形成过程；

2、了解渐开线齿轮产生根切现象和齿顶变尖现象的原因及用变位来避免发生根切的方法；

3、分析、比较渐开线标准齿轮和变位齿轮齿形的异同点。 4、（选作）分析、比较分度圆相同、模数不同的两种标准渐开线齿轮的异同点。

二、实验设备和用具： 1、齿轮范成仪；

2、自备：220mm圆形绘图纸一张（圆心要标记清楚）； 3、HB铅笔、橡皮、（带延伸杆）、三角尺、剪刀、计算器。 三、实验原理：

范成法是利用一对齿轮（或齿条与齿轮）相互啮合时其共轭齿廓

互为包络线的原理来加工齿廓的方法。刀具刃廓为渐开线齿轮齿条的齿形，它与被切削齿轮坯 的相对运动，完全与相互啮合的一对齿轮（或齿条与齿轮）的啮合传动一样，显然这样切制得到齿轮齿廓就是刀具的刃廓在各个位置时的包络线。 四、实验步骤

本范成仪所用的两把刀具模型为齿条型插齿刀，其参数为m1＝20mm和m2＝8，α＝20°，ha*＝1，c*＝0.25。仪器构造简图如图1所示。

圆盘1代表齿轮加工机床的工作台；固定在它上面的圆形纸代表被加工齿轮坯，它们可以绕机架上的轴线转动。齿条3代表切齿刀具,安装

P23~P24：

2-8 在题2-8图所示曲柄滑块机构中，已知a=100mm，α=60°，∠ABC=90°，vc=2m/s。指出速度瞬心P13，并用瞬心法求构件1的角速度ω1。

解：速度瞬心P13如图所示。 ∞

∞ P24

P24

P13

因为 vP13= vc=lAB·ω1 P12

所以

?1?vc2?lAB0.1/sin60?

?103?17.32m/s

P14

P23

2-13 题2-13图所示机构的构件1作等速转功，角速度为ω1，试用相对运动图解法求构件3上D点的速度。 b3 p

解：列vB3的矢量方程：

vB3?vB2?vB3B2 方向： 水平 ⊥AB 铅垂 大小： ？ ?1lAB ?

b2

以速度比例尺?v作右图所示矢量多边形，得： v3?vB3?pb3??v?lAB?1sin?（方向:水平向左）

2-16 在题2-16图所示机构中，已知a=0.1m，b=0.4m，c=0.125m，d=0.54m，h=0.35m，y=0.2m，当ω1=10rad/s，逆时针转功，φ1=30

在机械现场装配的过程中,对于一些长期存放或者工艺原因导致铁锈、铁屑、油污等问题的零件,必须要进行清洗工作。这是一道比较精细的工序,如果清洗不当或者不到位,会影响装配质量和装配进度,最后导致整机的运行。因此,掌握正确的清洗方法及工艺是非常必要的

机械零件的装配清洗工艺

作者：XXX 指导老师：XXX

XX大学

摘要：在机械现场装配的过程中，对于一些长期存放或者工艺原因导致铁锈、铁屑、油污等问题的零件，必须要进行清洗工作。这是一道比较精细的工序，如果清洗不当或者不到位，会影响装配质量和装配进度，最后导致整机的运行。因此，掌握正确的清洗方法及工艺是非常必要的。

关键词：机械清洗；机械装配

Abstract：In mechanical field assembly process, for some long-term storage or process causes rust, scrap iron, smeary wait for the spare parts of the problem, it is necessary to carry out work to clean after assembly. This is a more delicate

疲劳强度的

第二章 机械零件的疲劳强度§2—1 载荷与应力的分类 一、载荷的分类载荷大小和方向是否变化 静载荷

变载荷： 1)循环变载荷 2)随机变载荷 载荷理论值和实际作用效果载荷：1)名义载荷P 2)计算载荷 Pca=KP1

疲劳强度的

二、应力的分类1、应力种类 静应力：静应力只能由静载荷产生 变应力： 1) 稳定循环变应力:应力随时间按一定规律周期 性变化,而且变化幅度保持常数的变应力 2)非稳定变应力：a)规律性非稳定变应力、b)随机性非稳定变应 力，应用书p18 一个循环

O

t

O

t

规律性非稳定变应力

随机变应力

疲劳强度的

2、稳定循环变应力的基本参数和种类

a) 稳定循环变应力种类：应力循环特性

min max

1 1-1< γ<+1——不对称循环变应力

γ = –1 ——对称循环变应力

γ = 0 —— 脉动循环变应力 b) 基本参数最大应力 最小应力 平均应力 应力幅

γ =+1 —— 静应力 应力幅 a: 动载分量

max m a 平均应力 m :静载分量 min m a max m in m 2 a max m in

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在机械现场装配的过程中,对于一些长期存放或者工艺原因导致铁锈、铁屑、油污等问题的零件,必须要进行清洗工作。这是一道比较精细的工序,如果清洗不当或者不到位,会影响装配质量和装配进度,最后导致整机的运行。因此,掌握正确的清洗方法及工艺是非常必要的

机械零件的装配清洗工艺

作者：XXX 指导老师：XXX

XX大学

摘要：在机械现场装配的过程中，对于一些长期存放或者工艺原因导致铁锈、铁屑、油污等问题的零件，必须要进行清洗工作。这是一道比较精细的工序，如果清洗不当或者不到位，会影响装配质量和装配进度，最后导致整机的运行。因此，掌握正确的清洗方法及工艺是非常必要的。

关键词：机械清洗；机械装配

Abstract：In mechanical field assembly process, for some long-term storage or process causes rust, scrap iron, smeary wait for the spare parts of the problem, it is necessary to carry out work to clean after assembly. This is a more delicate

疲劳强度的

第二章 机械零件的疲劳强度§2—1 载荷与应力的分类 一、载荷的分类载荷大小和方向是否变化 静载荷

变载荷： 1)循环变载荷 2)随机变载荷 载荷理论值和实际作用效果载荷：1)名义载荷P 2)计算载荷 Pca=KP1

疲劳强度的

二、应力的分类1、应力种类 静应力：静应力只能由静载荷产生 变应力： 1) 稳定循环变应力:应力随时间按一定规律周期 性变化,而且变化幅度保持常数的变应力 2)非稳定变应力：a)规律性非稳定变应力、b)随机性非稳定变应 力，应用书p18 一个循环

O

t

O

t

规律性非稳定变应力

随机变应力

疲劳强度的

2、稳定循环变应力的基本参数和种类

a) 稳定循环变应力种类：应力循环特性

min max

1 1-1< γ<+1——不对称循环变应力

γ = –1 ——对称循环变应力

γ = 0 —— 脉动循环变应力 b) 基本参数最大应力 最小应力 平均应力 应力幅

γ =+1 —— 静应力 应力幅 a: 动载分量

max m a 平均应力 m :静载分量 min m a max m in m 2 a max m in

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机械零件的强度

一 名词解释

(1) 静应力：静应力:大小和方向不随转移而产生变化或变化较缓慢的应力，其作用下零件可能产生静断裂或过大的塑性变形，即应按静强度进行计算。

(2) 变应力：大小和方向均可能随时间转移产生变化者，它可以是由变载荷引起的，也可能因静载荷产生(如电动机重量给梁带来的弯曲应力)变应力作用的零件主要发生疲劳失效。

(3) 工作应力：用计算载荷按材料力学基本公式求得作用在零件剖面上的内力:?p　,?c,等。

(4) 计算应力：根据零件危险断面的复杂应力状态，按适当的强度理论确定的，有相当破坏作用的应力。

(5) 极限应力：根据材料性质及应力种类用试件试验得到的机械性能失效时应力极限值，常分为用光滑试件进行试验得到的材料极限应力及用零件试验得到的零件的极限应力。

(6) 许用应力：设计零件时，按相应强度准则、计算应力允许达到的最大值[?]??lim/[S]??ca。 (7) 计算安全系数：零件 (材料)的极限应力与计算应力的比值Sca??lim/?ca，以衡量安全程度。 (8) 安全系数许用值：根据零件重要程度及计算方法精确度给出设计零件安全程度的许用范围[S]，力求Sca?[S]。

?F,?,?T二 选择题

(1) 零

材料表面强化处理 农机具耐磨零件材料 球磨机磨球材料

耐磨零件材料概述

耐磨材料概述 高锰钢的耐磨性

典型耐磨零件用钢

耐磨件--稻麦收割机光滑刃动刀片 耐磨件--犁壁

耐磨件--耙片

耐磨件--泥浆泵缸套

耐磨件--锄铲

耐磨件--锤式粉碎机锤片

耐磨件--稻麦收割机光滑刃定刀片

耐磨件--风扇磨煤机护勾、护甲 耐磨件--泥浆活塞杆

耐磨件--旋耕机刀片 耐磨件--甘蔗粉碎机切片 耐磨件--剪羊毛机刀片 耐磨件--切草机刀片 耐磨件--旋耕机齿轮 耐磨件--联合收割机链轮

耐磨件--推土机铲运机铲刀 耐磨件--凿岩机

耐磨件--钻探机械钻具 耐磨件--犁铧 耐磨件--覆带板

国外工程机械耐磨件用钢及热处理

日本推土机、装载机、工作装置 德国挖掘机斗齿

美国挖掘机斗齿

日本挖掘机斗齿

日本推土机、装载机、行走机构

材料表面强化处理

材料表面强化处理是提高耐磨性的重要措施之一。除了常用的化学热处理(渗碳、渗硼等)和表面淬火方法外，还有表面冶金强化(表面熔化、表面合金化、表面涂层)、气相反应沉积、离子注入等方法都能提高零件表面的耐磨性和疲劳强度等性能。耐磨堆焊是以提高耐磨性

零件的变形及强度计算

? 零件的拉伸和压缩 ? 零件的剪切和挤压 ? 圆轴的扭转 ? 直粱的弯曲

? 零件的组合变形强度计算 ? 交变应力作用下零件的疲劳强度 学习任务

1. 明确材料力学的基本任务，理解构件的强度与刚度和稳定性的力学意义。 2. 理解内力的概念，能熟练利用截面法求解内力。 3. 理解应力、变形和应变的概念。 4. 能够熟练地计算轴力，作轴力图。

5. 理解零件强度条件，能够熟练解决强度校核、设计截面和确定许可载荷问题。

变形分析的基本知识

一、变形固体及其基本假设

任何物体受载荷（外力）作用后其内部质点都会产生相对运动，从而导致物体的形状和尺寸发生变化，称为变形。

例如，橡皮筋在两端受拉后就发生拉伸变形；工厂车间中吊车梁在吊车作业时，梁轴线由直变弯，发生弯曲变形。在外力的作用下会发生变形的物体可统称为变形固体。

变形固定在外力的作用下会产生两种不同的变形：

? 当外力消除后，变形也会随着消失，这种变形称为弹性变形；

? 外力消除后，变形不能完全消除并且具有残留的变形，称为塑性变形。 当物体的外力在一定的范围时，塑性变形很小，可以把构件当作只发生弹性变形的理想弹性变形体。

假设弹性体内连续不断地充满着物质，各点处