机械设计----提高零件的强度与刚度的措施22页PPT

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机械基础教材第二章 强度与刚度知识ppt课件

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§2.2 拉伸和压缩时材料的力学性质 二、铸铁拉伸与压缩时的力学性能
特点:没有“屈服”和“颈缩”现象,Rm很低; 铸铁的抗压强度远大于抗拉强度; 宜作承压材料,不宜作拉杆材料。
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§2.2 拉伸和压缩时材料的力学性质
三、塑性与冷作硬化
1.塑性
塑性是材料抵抗永久变形而不断裂的能力。工程中常用的塑性指标是断
件的左端为对象,列平衡方程为FN-F=0,则内力FN=F,如图(b)所示。
F
F
F
FN
(a)
(b)
5
§2.1 直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析 (3)应力 杆件在外力作用下,单位面积上的内力称为应力。
拉压杆横截面上各点处只产生正应力,且正应力在截面上均匀分布 。
F
FN
A
FN
——轴向拉压杆横截面上正应力的计算公式。 式中:
max
FN A
150 103
1570
MPa
95.5 MPa﹤ 所以斜拉杆 C 的D 强度足够。
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§2.3 直杆轴向拉伸和压缩时的强度计算 五、应力集中与温差应力 1.应力集中 局部应力显著增大的现象:应力集中,使零件破坏危险性增加。
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§2.3 直杆轴向拉伸和压缩时的强度计算 2.温差应力 由于温度变化,结构或构件产生伸或缩,而当伸缩受到限制时,结构或 构件内部便产生应力,称为温差应力或热应力。 工业生产中输送高压蒸汽的管道要设置膨胀节,以避免受温度变化影响。
二、内力与应力 (1)内力
杆件所受其他物体的作用力都称为外力,包括主动力和约束力。在外力 作用下,杆件发生变形,杆件材料内部产生阻止变形的抗力,这种抗力称为 内力(。2)截面法
将受外力作用的杆件假想地切开,用以显示内力的大小。并以平衡条件 确定其合力的方法称为截面法。如下图(a)所示,假想将杆件切开,选取杆

机械零件的强度教学课件PPT

机械零件的强度教学课件PPT

s m ax s max
s -1
KsDs a y ss m
S
第2章 机械零件的疲劳强度设计
2.4 机械零件的疲劳强度计算
二、单向稳定变应力时的疲劳强度
1) 应力比为常数r =C
极限应力点N’1位于直线CG上,则
s 'max s 'ra s 'rm s s
有:
屈服失效,静强度计算:
Sca
sS s max
第2章 机械零件的疲劳强度设计
2.4 机械零件的疲劳强度计算
二、单向稳定变应力时的疲劳强度
1) 应力比为常数r =C
s 1 KsDs ra yss rm
比值:s a s max s min 1 r C ' s m s max s min 1 r
射线OM上任意点的应力循环r =C
M’1为极限应力点,极限应力σ’max 。
表面光滑 表面粗糙
疲劳断裂具有以下特征: 1)疲劳断裂的最大应力远比静应力材料的强度极限低,甚至比屈服极限低; 2)疲劳断口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂; 不管脆性材料或塑性材料, 3)疲劳断裂是微观损伤积累到一定程度的结果。 4)断裂面累积损伤处表面光滑,而折断区表面粗糙。
第2章 机械零件的疲劳强度设计
σm,σa落在OA’G’C外, 一定会发生疲劳破坏。
正好落在A’G’C折线上, 表示应力状况达到疲劳破坏的极限值。
sm-sa极限应力图
第2章 机械零件的疲劳强度设计
2.2 材料的疲劳特性
例2-1 某合金钢σ-1=340MPa,σs=550MPa。
(1)绘制材料的简化sm-sa极限应力图。
(2)试求r=-0.3时的疲劳极限σ-0.3 。

濮良贵《机械设计》(第10版)教材辅导书(机械设计总论)【圣才出品】

濮良贵《机械设计》(第10版)教材辅导书(机械设计总论)【圣才出品】

第2章机械设计总论
2.1 复习笔记【知识框架】
【通关提要】
本章是本书的基础章节之一,主要介绍了机械零件的失效形式和设计程序及准则。

学习
时需要掌握机器设计的程序、零件失效形式和设计准则以及提高强度和刚度的措施等内容。

本章主要以选择题、填空题和简答题的形式考查,复习时需把握其具体内容,重点记忆。

【重点难点归纳】
一、机器的组成(见表2-1-1)
表2-1-1 机器的组成
二、设计机器的一般程序(见表2-1-2)
表2-1-2 设计机器的一般程序
三、对机器的主要要求(见表2-1-3)
表2-1-3 对机器的主要要求
四、机械零件的主要失效形式(见表2-1-4)
表2-1-4 机械零件的主要失效形式
五、设计机械零件时应满足的基本要求(见表2-1-5)
表2-1-5 设计机械零件时应满足的基本要求。

机械设计----提高零件的强度与刚度的措施解析

机械设计----提高零件的强度与刚度的措施解析

采用预紧装置,防止又 间隙引起的冲击
提高机械零件的刚度的措施
1.选取不同弹性模量的材料 2.采用合理的结构 3.预紧装配
改变截面形状以增大惯性矩
改变支撑方式
加强筋
心轴代替实心轴
工字钢
增大零件上的过渡曲线减小应力集中
提高表面接触强度的措施
1.增大接触表面的综合曲率半径 2.将外接触改为内接触 3.在结构上将点接触改为线接触 4.提高零件表面硬度 5.在一定范围内提高接触表面的加工质量 6.采用粘度较高的润滑油
表面接触强度计算式
采用圆弧齿轮啮合增大接触面 的综合曲线半径,以降低接触 应力。
提高零件强度.刚度的方法
提高强度 提高刚度
提高机械零件强度
疲劳强度最后点击
表面磨 损强度
冲击强 度
接触强 度
提高机械零件强度的措施
1.合理布置零件,减小所受载荷 2.降低载荷集中,均布载荷 3.采用等强度结构 4.选小
采用等强度结构充分发挥材料的性能
经表面强化处理后的曲轴,在 硬度、耐磨性及抗疲劳强度等 方面有不同程度的提高
提高零件冲击强度的方法
1.采用能够增大零件弹性变形的结构 2.采用弹性模量低的材料,以获取较大的弹性
变形 3.增加缓冲零件吸收冲击能 4.采用无间隙或预紧的连接,防止又间隙引起
的冲击
冲击强度
抗冲击螺栓
增大材料的弹性 变形以减小冲击
提高表面磨损强度的方法
1.选择合适的摩擦副材料 2.提高表面硬度 3.降低表面粗糙度值 4.采用有效的润滑剂和润滑方法 5.表面镀层氧化处理 6.防止尘土落入两摩擦表面间 7.限制工作温度过高
选择合适的摩擦副材料
三层结构纳米复合涂层(TRIPLET- STRUCTURE NANOCOMPOSITES)NACO3 技术,也就是由基底层+ 常规层 + 纳米复合层(TIN +ALTIN+NACO)组成,它能有效提高表 面强度和改善表面粗糙度,刀具使用寿命是TIN 薄膜的三倍

机械零件的强度培训课件(ppt 103页)

机械零件的强度培训课件(ppt 103页)
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σa

600
σ-1
500
σ-1e
300 A 260 200
O
1)r=0.2

(σ0/2, σ0/2)
M ´D
M
ห้องสมุดไป่ตู้
(σ0/2, σ0e/2)
300 390 500
C
σS 800 σm
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解:(3) 1)应力比r=0.2
Sca
m ax max
m m
a a
1 0 / 2 0 /2
σr
N0
N
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已知45钢的疲劳极限-1=270MPa,疲劳曲线方程的幂指
数m=9,应力循环基数N0=5×106次。求当应力循环次数 N=104次时,其相应的有限寿命疲劳极限为 MPa。
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已知45钢的疲劳极限-1=270MPa,疲劳曲线方程的幂指
数m=9,应力循环基数N0=5×106次。求当应力循环次数 N=104次时,其相应的有限寿命疲劳极限为 MPa。
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例1 已知:max=200 MPa,r =-0.5,求:min、a、m。
解:
min r max 0.5 200 MPa 100 MPa
a
max min
2
200(- -100)MPa 2
150 MPa
m
max min
2
200 (100) MPa 2
50MPa
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例2 已知:a= 80 MPa,m=40 MPa。求:max、min、
-1N
-1 m
N0 N
9
5106 104
270 MPa 539 MPa
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σmax
σ0.4N σσ00N.4 σσ-10N σ-1

机械设计----提高零件的强度与刚度的措施

机械设计----提高零件的强度与刚度的措施
应力。
提高表面磨损强度的方法
1.选择合适的摩擦副材料 2.提高表面硬度 3.降低表面粗糙度值 4.采用有效的润滑剂和润滑方法 5.表面镀层氧化处理 6.防止尘土落入两摩擦表面间 7.限制工作温度过高
选择合适的摩擦副材料
三层结构纳米复合涂层(Triplet- Structure Nanocomposites)nACo3 技术,也就是由基底层+ 常规 层+ 纳米复合层(TiN +AlTiN+nACo)组成,它能有效提高 表面强度和改善表面粗糙度,刀具使用寿命是TiN 薄膜的三
提高零件强度.刚度的方法
提高强度 提高刚度
提高机械零件强度
疲劳强度最后点击
表面磨 冲击强 接触强
损强度 度

提高机械零件强度的措施
1.合理布置零件,减小所受载荷 2.降低载荷集中,均布载荷 3.采用等强度结构 4.选用合理截面 5.减小应力集中
改善输入轮的布局使最大转矩减小
采用等强度结构充分发挥材料的性能
经表面强化处理后的曲轴,在 硬度、耐磨性及抗疲劳强度等
方面有不同程度的提高
提高零件冲击强度的方法
1.采用能够增大零件弹性变形的结构 2.采用弹性模量低的材料,以获取较大的弹性变形 3.增加缓冲零件吸收冲击能 4.采用无间隙或预紧的连接,防止又间隙引起的冲击
冲击强度
抗冲击螺栓
增大材料的弹性 变形以减小冲击
采用预紧装置,防止又 间隙引起的冲击
提高机械零件的刚度的措施
1.选取不同弹性模量的材料 2.采用合理的结构 3.预紧装配
改变截面形状以增
工字钢
增大零件上的过渡曲线减小应力集中
提高表面接触强度的措施
1.增大接触表面的综合曲率半径 2.将外接触改为内接触 3.在结构上将点接触改为线接触 4.提高零件表面硬度 5.在一定范围内提高接触表面的加工质量 6.采用粘度较高的润滑油

提高强度和刚度的结构设计

提高强度和刚度的结构设计

提高强度和刚度的结构设计《结构设计》课题设计题目:1)提高强度和刚度的结构设计2)提高耐磨性的结构设计组员:李秀彦 36张策升 22王宇 43目录提高强度和刚度的结构设计 1、载荷分担 2、载荷均布 3、减少及其零件的应力集中 4、利用设置肋板的设施提高刚度提高耐磨性的结构设计 1、改善润滑条件2、合理选择摩擦副的材料和处理3、使磨损均匀,避免局部磨损4、调节和补偿一、提高强度和刚度的机构设计机械结构设计包括两种 : 一是应用新技术、新方法开发创造新机械 ; 二是在原有机械的基础上重新设计或进行局部改进 , 从而改变或提高原有机械的性能。

因此掌握丰富的工程知识是机械专业的教师应具备的素质之一 ; 是连接基础理论与实践经验的桥梁 ; 是正确进行机械结构设计的前提 ; 同时也是从事科研活动、将力学、材料、工艺、制图等多学科知识综合运用的过程。

机械结构形式虽然千差万别 , 但其功能的实现几乎都与力力矩的产生、转换、传递有关。

机械零件具有足够的承载能力是保障机械结构实现预定功能的先决条件。

所以在机械结构设计中 , 根据力学理论对零件的强度、刚度和稳定性进行分析是必不可少的 , 并在此基础上 , 进行结构设计。

改善力学性能在机械结构设计中合理地运用力学知识 , 遵循以下几个原则 :一、载荷分担原则作用在零件上的外力、弯矩、扭矩等统称为载荷。

这些载荷中不随时间变化或随时间变化缓慢的称为静载荷。

随时间作周期性变化或非周期性变化的称为变载荷。

它们在零件中引起拉、压、弯、剪、扭等各种应力 , 并产生相应的变形。

如果同一零件上同时承担了多种载荷的作用 , 则可考虑将这些载荷分别由不同的零件来承担。

设计时采取一定的结构形式 , 将载荷分给两个或多个零件来承担 , 从而减轻单个零件的载荷 , 称为载荷分担原则。

这样有利于提高机械结构的承载能力。

1改变结构 , 减小轴的受力如图 1 - a 所示 , 轴已经承受了弯矩的作用 , 如果齿轮再经过轴将转矩传递给卷筒 , 则轴为转轴工作时既承受弯矩又承受转矩 , 受力较大。

零件强度刚度分析的基本知识ppt课件

零件强度刚度分析的基本知识ppt课件
2.粱受集中载荷,剪力图在受力处有跃变,弯矩 图有尖点;
3.粱某段受均布载荷,剪力图为斜线,弯矩图为 二次曲线;
4.粱某处受力偶作用,受力处弯矩图出现跃变。
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第五节 梁的平面弯曲
▪ 弯曲时的应力 ➢ 平面弯曲变形特征
粱横截面绕中性轴转动,中性层以上纤 维缩短,中性层以下纤维伸长。
横截面上应力,中性层以上为压应力, 中性层以下为拉应力。
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第一节 概述
▪ 变形:弹性变形、塑性变形 ▪ 强度:零件抵抗破坏的能力。
破坏形式:断裂、过大的塑性变形。 ▪ 刚度:零件抵抗变形的能力。
要求零件在受力时所产生的弹性变形在 允许的限度内。
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第一节 概述
▪ 受力(载荷)种类 ➢ 按载荷作用特征分类
1、集中载荷 2、分布载荷(均布载荷、非均布载荷) ➢ 按载荷性质分类 1、静载荷 2、动载荷
➢ 强度条件 = FQ /A []
应用:安全销
例3-2
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第四节 圆轴扭转
▪ 圆轴扭转变形特征 ➢ 变形特征 ➢ 推论:
1、平面假设 2、无轴向应变,各截面不存在正应力 3、存在剪切变形,各截面存在切应力
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第四节 圆轴扭转
▪ 圆轴扭转时的内力
横截面的内力-扭矩Mn 方向判断-右手法则
➢ 合理选择截面形状,提高惯性矩(工字钢、 空心轴、阶梯轴)。
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第六节 复杂变形的强度计算
▪ 复杂变形 构件在两个或两个以上应力下的变形。 - 力的叠加原理(简单变形-叠加)
▪ 拉伸(或压缩)与弯曲作用下的变形 ▪ 扭转与弯曲的联合作用

机械设计----提高零件的强度与刚度的措施 ppt课件

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提高表面磨损强度的方法
1.选择合适的摩擦副材料 2.提高表面硬度 3.降低表面粗糙度值 4.采用有效的润滑剂和润滑方法 5.表面镀层氧化处理 6.防止尘土落入两摩擦表面间 7.限制工作温度过高
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选择合适的摩擦副材料
三层结构纳米复合涂层(TRIPLET- STRUCTURE NANOCOMPOSITES)NACO3 技术,也就是由基底层+ 常规层 + 纳米复合层(TIN +ALTIN+NACO)组成,它能有效提高表 面强度和改善表面粗糙度,刀具使用寿命是TIN 薄膜的三倍
的冲击
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冲击强度
抗冲击螺栓
增大材料的弹性 变形以减小冲击
采用预紧装置,防止又 间隙引起的冲击
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提高机械零件的刚度的措施
1.选取不同弹性模量的材料 2.采用合理的结构 3.预紧装配
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改变截面形状以增大惯性矩
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改变支撑方式
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加强筋
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ppt课件 20
1.增大接触表面的综合曲率半径 2.将外接触改为内接触 3.在结构上将点接触改为线接触 4.提高零件表面硬度 5.在一定范围内提高接触表面的加工质量 6.采用粘度较高的润滑油
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表面接触强度计算式
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采用圆弧齿轮啮合增大接触面 的综合曲线半径,以降低接触 应力。
减小应力集中改善输入轮的布局使最大转矩减小采用等强度结构充分发挥材料的性能心轴代替实心轴工字钢增大零件上的过渡曲线减小应力集中提高表面接触强度的措施?1
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机械设计----提高零件的强度与刚度的 措施
21、静念园林好,人间良可辞。 22、步步寻往迹,有处特依依。 23、望云惭高鸟,临木愧游鱼。 24、结庐在人境,而无车马喧;问君 何能尔 ?心远 地自偏 。 25、人生归有道,衣食固其端。

26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭

27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰

28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子

29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢!
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