机械零件的设计方法

机械零件的设计方法

基本概念

失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。

工作能力：在不发生失效的条件下，零件所能安全工作的限度称为工作能力

。通常是对载荷而言的，又称为承载能力。

名义载荷：在理想平稳工作条件下作用在零件上的载荷称为名义载荷。

计算载荷：机器运转过程中会受到各种附加载荷的作用，考虑这些因素的影

响，实际计算过程中用名义载荷乘系数的方法来粗略代替零件所承

受的载荷，称为计算载荷，引入的系数称为载荷系数,用K表示。

1. 失效和工作能力

2. 基本概念回顾

（1）强度：构件抵抗破坏的能力。

（2）刚度：构件抵抗变形的能力。

（3）稳定性：构件在载荷作用下保持原有平衡状态的能力。

（4）应变：单位长度的伸长或缩短称为线应变(ε) ，角度的变化称为剪应

变，是度量一点处变形程度的两个基本量，无量纲

（5）应力：某一截面内某一点的内力称为该点的应力。应力垂直于截面

的分量称为正应力σ；切于截面的分量称为剪应力τ。(MPa)

（6）屈服极限σs 、强度极限σ b （MPa）

（7）弹性模量E：σ= E ε（MPa）

机械零件的计算准则1

机械零件的设计（计算）准则

强度准则

刚度准则

设计零件时，首先应根据零件的失效形式确定其设计准则以及相

应的设计计算方法。一般来讲，有以下几种准则：

寿命准则

振动稳定性准则

可靠性准则

详细说明

：确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形，是最基

本的设计准则。

：确保零件不发生过大的弹性变形。

：与机械磨损和机械寿命有关。

：高速运转机械的设计应注重此项准则。

：当计及随机因素影响时，仍应确保上述各项准则。

温度的影响：温度影响材料性质、配合和润滑。

材料（标准试件）（或试验零件）疲劳失效以前所经历的应力循环次

数称为疲劳寿命，用N表示。

连续经受应力比为r的循环应力N次作用后而不断裂的最大应力称为试件（或试验零件）在应力比r下的N次循环疲劳极限，标准试件的疲劳极限就是该材料的疲劳极限，用rN 或rN 表示。

磨损点蚀胶合腐蚀

改善摩擦副耐磨性的措施

(1)合理选择润滑剂及添加剂

(2)合理选择摩擦副材料

选用疲劳强度高、耐腐蚀、耐磨耐高温的材料。

(3)进行表面处理

(4)提高加工精度和表面质量。

螺纹联接有四种基本类型：螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接

卸的场合。

螺钉连接多用于受力不打，不经常拆卸的场合

双头螺柱连接适用于结构上不适用螺栓连接，且需要经常拆卸的场合

串联钢丝防松

花键联接一般用于定心精度要求高和载荷较大的地方。

闭式传动软齿面（≤350HBS），轮齿失效形式主要为齿面疲劳点蚀。闭式传动硬齿面（>350HBS），轮齿的主要失效形式为轮齿弯曲疲劳折断。

开式传动的主要失效形式为齿面磨粒磨损和弯曲疲劳折断