第九章机械零件设计概论.ppt

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1、第九章第九章 机械零件设计概论机械零件设计概论9.1 9.1 机械设计的基本要求和一般设计程序机械设计的基本要求和一般设计程序9.2 9.2 机械零件的主要失效形式和工作能力机械零件的主要失效形式和工作能力9.3 9.3 机械零件的设计准则和一般设计步骤机械零件的设计准则和一般设计步骤9.4 9.4 机械零件的材料及选择机械零件的材料及选择 9.5 9.5 摩擦、磨损与润滑摩擦、磨损与润滑9.6 9.6 机械零件的结构工艺性及标准化机械零件的结构工艺性及标准化2021/9/2319.1 9.1 机械设计的基本要求和一般设计程序机械设计的基本要求和一般设计程序9.1.1 9.1.1 机械设计的基

2、本要求机械设计的基本要求9.2.29.2.2 机械设计的一般设计程序机械设计的一般设计程序 机械设计应满足的基本要求：机械设计应满足的基本要求：功能要求功能要求 可可靠性与安全性要求靠性与安全性要求 经济性要求经济性要求 社会性要求社会性要求 其它特殊要求其它特殊要求 。在在满满足足预预期期功功能能的的前前提提下下，性性能能好好、效效率率高高、成成本本低低，在在预预定定使使用用期期限限内内安安全全可可靠靠，操操作作方方便便、维修简单和造型美观等。维修简单和造型美观等。产品规划产品规划概念设计概念设计构形设计构形设计编制技术文件编制技术文件技术审定和产品鉴定技术审定和产品鉴定29.2 9.2 机

3、械零件的主要失效形式和工作能力机械零件的主要失效形式和工作能力零件的失效形式零件的失效形式:断裂断裂;过大的弹性变形或塑性变形过大的弹性变形或塑性变形;工作表面损伤失效（腐蚀、磨损和接触疲劳）；工作表面损伤失效（腐蚀、磨损和接触疲劳）；发生强烈的振动；联接的松弛发生强烈的振动；联接的松弛;摩擦传动的打滑等。摩擦传动的打滑等。失效并不简单地等同于零件的破坏。失效并不简单地等同于零件的破坏。如轴、齿轮、轴瓦、轴颈、螺栓、带传动等。机械零件虽然有多种可能的失效形式，归纳起来最主要的为9.2.1机械零件的主要失效形式机械零件的主要失效形式机械零件的失效：机械零件的失效：机机械械零零件件丧丧失失工工作作

4、能能力力或或达达不不到到设设计计要要求求性性能能时时，称称为为失效。失效。3对于各种不同的失效形式，也各有相应的工作能力判定条件强度条件：强度条件：计算应力计算应力 许用应力许用应力；防止失效的判定条件是：防止失效的判定条件是：计算量计算量 许用量许用量-工作能力计算准则。工作能力计算准则。失效原因失效原因:强度、刚度、耐磨性、振动稳定性、温度等强度、刚度、耐磨性、振动稳定性、温度等 原因。原因。刚度条件：刚度条件：变形量变形量 N0以后，曲线趋于水平，可认为在无限次循环时试件将不会断裂。应力应力与应力循环次数与应力循环次数N N 之间之间的关系曲线称为：的关系曲线称为：疲劳曲线疲劳曲线当当N

5、 N0 时时,试件将不会断裂。试件将不会断裂。N N0 0-循环基数循环基数N N0 0 对应的应力称为：对应的应力称为：当当NNNN0 0 时时,有近似公式：有近似公式：对应于对应于N N 的弯曲疲劳极限：的弯曲疲劳极限：疲劳极限疲劳极限用用-1表示材料在对称循环应力下的表示材料在对称循环应力下的弯曲疲劳极限。弯曲疲劳极限。132 2、许用应力、许用应力 在变应力，应取材料的在变应力，应取材料的疲劳极限疲劳极限作为作为极限应力极限应力。同。同时还应考虑零件的时还应考虑零件的切口和沟槽切口和沟槽等截面突等截面突变变、绝对绝对尺寸尺寸和和表面状表面状态态等影晌，等影晌，为为此引人此引人应应力集中

6、系数力集中系数k、尺寸尺寸系数系数和表面状态系数和表面状态系数等。等。当应力是当应力是对称循环对称循环变化时，许用应力为：变化时，许用应力为：当应力是当应力是脉动循环脉动循环变化时，许用应力为：变化时，许用应力为：0 为材料的为材料的脉动循环疲劳极限，脉动循环疲劳极限，S S为安全系数。以上各为安全系数。以上各系数均可机械设计手册中查得。系数均可机械设计手册中查得。以上所述为“无限寿命”，有限寿命时，用有限寿命时，用-1N代入得：代入得：143 3、安全系数、安全系数 安全系数定得正确与否对零件尺寸有很大影响1 1）静应力下，塑性材料的零件：静应力下，塑性材料的零件：S=1.2.5 铸钢件：铸

7、钢件：S=1.5SS典型机械的典型机械的 S S 可通过查表求得。可通过查表求得。无表可查时，按以无表可查时，按以下原则取：下原则取：零件尺寸大，结构笨重。零件尺寸大，结构笨重。SS 可能不安全。可能不安全。）静应力下，脆性材料，如高强度钢或铸铁：静应力下，脆性材料，如高强度钢或铸铁：S=3S=34 43 3）变应力下，变应力下，S=1.3S=1.31.71.7材料不均匀，或计算不准时取材料不均匀，或计算不准时取：S=1.7S=1.72.52.515初始疲劳裂纹初始疲劳裂纹初始疲劳裂纹初始疲劳裂纹接触应力接触应力 若若两两个个零零件件在在受受载载前前是是点点接接触触或或线线接接触触。受受载载后

8、后，由由于于变变形形其其接接触触处处为为一一小小面面积积，通通常常此此面面积积甚甚小小而而表表层层产产生生的的局局部部应应力力却却很很大大，这这种种应应力力称称为为接接触触应应力力。这时零件强度称为这时零件强度称为接触强度接触强度。如齿轮、凸轮、滚动轴承等。如齿轮、凸轮、滚动轴承等。机械零件的接触应力通常是随时间作周期性变化的，在载荷重复作用下，首先在表层内约20m处产生初始疲劳裂纹，然后裂纹逐渐扩展(润滑油被挤迸裂纹中将产生高压，使裂纹加快扩展，终于使表层金属呈小片状剥落下来，而在零件表面形成一些小坑，这种现象称为渡劳点蚀。发生疲劳点蚀后，减小了接触面积，损坏了零件的光滑表面，因而也降低了承

9、载能力。裂纹的扩展与断裂裂纹的扩展与断裂 油油失效形式常表现为：失效形式常表现为：疲劳点蚀疲劳点蚀金属剥落出现小坑金属剥落出现小坑后后果果：减减少少了了接接触触面面积积、损损坏坏了了零零件件的的光光滑滑表表面面、降降低了承载能力、引起振动和噪音。低了承载能力、引起振动和噪音。16由弹性力学可知，应力为：由弹性力学可知，应力为：对于钢或铸铁取泊松比：对于钢或铸铁取泊松比：1=2=0.3,则有简化公式。则有简化公式。上述公式称为上述公式称为赫兹赫兹(HHertz)公式公式“+”用于外接触，用于外接触，“-”用于内接触。用于内接触。H HH H2b b11Fnb b2H HH HFn17H H-最大

10、接触应力或最大接触应力或赫兹应力赫兹应力;b b-接触长度接触长度;F Fn n -作用在圆柱体上的载荷作用在圆柱体上的载荷;-综合曲率半径综合曲率半径;-综合弹性模量综合弹性模量;E1、E2 分别为两分别为两 圆柱体的弹性模量。圆柱体的弹性模量。接触疲劳强度的判定条件为：接触疲劳强度的判定条件为：b bFn189.3 机械零件的设计准则和一般设计步骤机械零件的设计准则和一般设计步骤 9.3.1零件的设计计算准则零件的设计计算准则强度准则强度准则刚度准则刚度准则耐磨性准则耐磨性准则抗振稳定性准则抗振稳定性准则或或耐热性准则耐热性准则 可靠性准则可靠性准则1.15f 2%-含碳量含碳量 2%铁碳

11、合金铁碳合金特点：特点：良好的液态流动性，可铸造成形状复杂的零件。良好的液态流动性，可铸造成形状复杂的零件。较好的减震性、耐磨性、切削性（指灰铸铁）、成本较好的减震性、耐磨性、切削性（指灰铸铁）、成本低廉。低廉。应用：应用：应用范围广。其中灰铸铁最广、球墨铸铁次之。应用范围广。其中灰铸铁最广、球墨铸铁次之。21选用原则：选用原则：优选碳素钢，其次是优选碳素钢，其次是硅、硅、锰锰、硼、硼、钒类钒类合金合金钢钢。特点：特点：与铸铁相比，钢具有高的强度、韧性和塑性。与铸铁相比，钢具有高的强度、韧性和塑性。可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。零件毛坯获取方法

12、：零件毛坯获取方法：锻造、冲压、焊接、铸造等。锻造、冲压、焊接、铸造等。应用：应用：应用范围极其广泛。应用范围极其广泛。表表2-12-1 常用材料的相对价格常用材料的相对价格材材 料料 种种 类类 规规 格格 相对价格相对价格热轧圆刚热轧圆刚 碳素结构钢碳素结构钢Q235（3342）1铸铸 件件优质碳素钢优质碳素钢（2950）1.51.8 合金结构钢（合金结构钢（2950）1.72.5 滚动轴承钢（滚动轴承钢（2950）3 合金工具钢（合金工具钢（2950）320 4Cr9Si2耐热钢（耐热钢（2950）5 灰铸铁铸件灰铸铁铸件 0.85 碳素钢铸件碳素钢铸件 1.7 铜合金、铝合金铸件铜合金

13、、铝合金铸件 810 价格便宜且供应充分 我国资源丰富 223.3.铜合金铜合金-铜锌合金，并含有少量的铜锌合金，并含有少量的锰锰、铝铝、镍镍特点：特点：具有良好的塑性和液态流动性。青铜合金还具具有良好的塑性和液态流动性。青铜合金还具有良好的减摩性和抗腐蚀性。有良好的减摩性和抗腐蚀性。零件毛坯获取方法：辗压、铸造。零件毛坯获取方法：辗压、铸造。应用：应用：应用范围广泛。应用范围广泛。种类种类青铜青铜黄铜黄铜轴承合金（巴氏合金）轴承合金（巴氏合金）-含锡青铜、不含锡青铜含锡青铜、不含锡青铜二、非金属材料二、非金属材料1.1.橡胶橡胶 橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。橡胶富于弹性，能吸收较多的

14、冲击能量。常用作联轴器或减震器的弹性元件、带传动的胶带常用作联轴器或减震器的弹性元件、带传动的胶带等。等。硬橡胶可用于制造用水硬橡胶可用于制造用水润润滑的滑的轴轴承承衬衬。232.2.塑料塑料 塑料的比重小，易于制成形状复杂的零件，塑料的比重小，易于制成形状复杂的零件，而且各种不同塑料具有不同的特点，如耐蚀性、绝而且各种不同塑料具有不同的特点，如耐蚀性、绝热热性、性、绝缘绝缘性、减摩性、摩擦系数大等，所以近年来在性、减摩性、摩擦系数大等，所以近年来在机械制造中其机械制造中其应应用日益广泛。用日益广泛。3.3.其它非金属材料：其它非金属材料：皮革、木材、纸板、棉、丝等。皮革、木材、纸板、棉、丝等

15、。选材因素：选材因素：设计机械零件时，选择合适的材料是一项复杂的技术经济问题设计者应根据零件的用途、工作条件和材料的物理、化学、机械和工艺性能以及经济因素等进行全面考虑。用途、用途、工作条件工作条件、物理物理、化学化学、机械工机械工艺艺性能性能、经济经济性。性。零件材料零件材料各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、行标各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、行标和机械设计手册中查得。和机械设计手册中查得。为了材料供应和生产管理上的方便，应尽量缩减材料为了材料供应和生产管理上的方便，应尽量缩减材料的品种。的品种。24表表9-2 9-2 常用钢铁材料的牌号及力学性能常用钢铁材料的牌号及力学性

16、能材材 料料 力力 学学 性性 能能 试件尺寸试件尺寸类类 别别 牌牌 号号 强度极限强度极限B B 屈服极限屈服极限S S 延伸率延伸率%mm%mmQ215 335-410 215 31 碳素碳素结构钢结构钢Q235 375-460 235 26 d 16 Q275 490-610 275 20 20 410 245 25 优质碳素优质碳素结构钢结构钢35 530 315 20 d 25 45 600 355 16 35 SiMn 883 735 15 d 25 合金合金结构钢结构钢 40Cr 981 785 9 d 25 20CrMnTi 1079 834 10 d 15 60Mn 981

17、 785 8 d 80 ZG270-500 500 270 18 铸铸 钢钢ZG310-570 570 310 15 d100 ZG42SiMn 600 380 12 HT150 145 -灰铸铁灰铸铁HT200 195 -HT250 240 -壁厚壁厚1020QT400-15 400 250 15 球墨铸铁球墨铸铁QT500-7 500 320 7 QT600-3 600 370 3 壁厚壁厚3020025载荷及应力的大小和性质载荷及应力的大小和性质 零件的工作情况零件的工作情况 零件的结构及加工性零件的结构及加工性 材料的经济性材料的经济性 零件的尺寸及重量零件的尺寸及重量 三、机械零件材

18、料的选用原则三、机械零件材料的选用原则 适用于制作机械零件的材料种类非常之多，在设计适用于制作机械零件的材料种类非常之多，在设计机械零件时，如何从各种各样的材料中选择出合适的机械零件时，如何从各种各样的材料中选择出合适的材料，是一项受多方面因素所制约的复杂的工作。材料，是一项受多方面因素所制约的复杂的工作。设设计者应根据零件的用途、工作条件和材料的物理、化计者应根据零件的用途、工作条件和材料的物理、化学、机械和工艺性能以及经济因素等进行全面考虑。学、机械和工艺性能以及经济因素等进行全面考虑。选材的一般原则选材的一般原则 26脆性材料脆性材料-只适用于制造在静载荷下工作的零件；只适用于制造在静载

19、荷下工作的零件；1.1.载荷及应力的大小和性质载荷及应力的大小和性质2.2.零件的工作情况零件的工作情况-指零件所处的环境特点、工作温度、摩擦磨损程度等。指零件所处的环境特点、工作温度、摩擦磨损程度等。这方面的因素主要是从强度观点来考虑的，应在充分了解材料的机械性能的前提下来进行选择。金属材料的性能一般可以通过热处理加以提高和改金属材料的性能一般可以通过热处理加以提高和改善，因此，要充分利用热处理手段来发挥材料的潜力。善，因此，要充分利用热处理手段来发挥材料的潜力。对于常用的调质钢，由于其回火温度的不同，可得到对于常用的调质钢，由于其回火温度的不同，可得到机械性能不同的毛坯。机械性能不同的毛坯

20、。塑性材料塑性材料-适用于在有冲击情况下工作的零件。适用于在有冲击情况下工作的零件。在湿热环境下工作的零件，其材料应具有良好防腐在湿热环境下工作的零件，其材料应具有良好防腐 蚀能力，可选用不锈钢、铜合金等。蚀能力，可选用不锈钢、铜合金等。27 零件的尺寸及质量的大小与材料的品种及毛坯制取零件的尺寸及质量的大小与材料的品种及毛坯制取方法有关。方法有关。3.3.零件的尺寸及重量零件的尺寸及重量两配合零件的线性膨胀系数不能相差过大，一面在两配合零件的线性膨胀系数不能相差过大，一面在 温度变化时产生过大热应力或使配合松动，另一方温度变化时产生过大热应力或使配合松动，另一方 面要考虑材料机械性能随温度而

21、变化的情况。面要考虑材料机械性能随温度而变化的情况。零件在工作中可能发生磨损的表面，应提高其表面零件在工作中可能发生磨损的表面，应提高其表面 硬度，增加耐磨性，因此应选择淬火钢、渗碳钢、硬度，增加耐磨性，因此应选择淬火钢、渗碳钢、氮化钢。氮化钢。用铸造材料制造毛坯时，一般可以不受尺寸及质量用铸造材料制造毛坯时，一般可以不受尺寸及质量 大小的限制；大小的限制；而用锻造材料制造毛坯时，则须注意锻压机械及设而用锻造材料制造毛坯时，则须注意锻压机械及设 备的生产能力。备的生产能力。应尽可能选用强重比大的材料，以便减小零件的尺应尽可能选用强重比大的材料，以便减小零件的尺 寸和质量。寸和质量。28 材料的

22、加工费用材料的加工费用;4.4.材料的经济性材料的经济性选材时还应考虑到当时当地材料的供应状况。为了选材时还应考虑到当时当地材料的供应状况。为了简化供应和贮存的材料品种，对于小批制造的零件，简化供应和贮存的材料品种，对于小批制造的零件，应尽可能地减少同一部机器上使用的材料品种和规格。应尽可能地减少同一部机器上使用的材料品种和规格。5.5.材料的供应状况材料的供应状况材料的经济性主要表现在以下几方面：材料的经济性主要表现在以下几方面：材料本身的相对价格材料本身的相对价格;材料的利用率材料的利用率;采用组合结构采用组合结构;节约稀有材料。节约稀有材料。各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、行标

23、各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、行标和机械设计手册中查得。和机械设计手册中查得。为了材料供应和生产管理上的方便，应尽量减少一台为了材料供应和生产管理上的方便，应尽量减少一台机器所用材料的品种。机器所用材料的品种。299.5 摩擦、磨损与润滑摩擦、磨损与润滑摩擦学摩擦学-研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损和润滑，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边和润滑，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘学科。缘学科。摩擦摩擦-相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象；相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象；磨损磨损-由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移

24、；由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移；润滑润滑-减轻摩擦和磨损所应采取的措施。减轻摩擦和磨损所应采取的措施。关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学(Tribology)。世界上使用的能源大约有世界上使用的能源大约有 1/31/2 消耗于摩擦。消耗于摩擦。机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废和更换的。报废和更换的。减少摩擦减少摩擦 节省能源；节省能源；减少磨损减少磨损 降低设备维修次数和费用，节省制造零降低设备维修次数和费用，节省制造零 件及其所需材料的费用。件及其所需材料的费用。随着科学技术的发展，摩擦学的理论和应用必将由宏观进入微

25、观，由静态进入动态，由定性进入定量，成为系统综合研究的领域。301.干摩擦干摩擦 固体表面直接接触，因而固体表面直接接触，因而 不用许出现干摩擦！不用许出现干摩擦！2.边界摩擦边界摩擦功耗功耗 磨损磨损 温度温度 烧毁轴瓦烧毁轴瓦 运动副表面有一层厚度运动副表面有一层厚度1 m的薄油的薄油膜，不足以将两金属表面分开，其表膜，不足以将两金属表面分开，其表面微观高峰部分仍将相互搓削。面微观高峰部分仍将相互搓削。比干摩擦的磨损轻比干摩擦的磨损轻，f 0.1 0.3v有一层压力油膜将两金属表面隔开，有一层压力油膜将两金属表面隔开，彼此不直接接触。彼此不直接接触。3.液体摩擦液体摩擦摩擦和磨损极轻摩擦和

26、磨损极轻，f 0.001 0.01 vv v9.5.1 摩擦摩擦31机器的寿命机器的寿命磨损磨损由于摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。由于摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。磨损曲线磨损曲线 磨合阶段磨合阶段 磨损量磨损量时间时间剧烈磨剧烈磨损阶段损阶段 稳定磨损阶段稳定磨损阶段 9.5.2 磨损磨损磨损过程大致如图所示：磨损过程大致如图所示：磨合阶段磨合阶段-包括摩擦表包括摩擦表面轮廓峰的形状变化和表面面轮廓峰的形状变化和表面材料被加工硬化两个过程。材料被加工硬化两个过程。稳定磨损阶段稳定磨损阶段-零件在零件在平稳而缓慢的速度下磨损。平稳而缓慢的速度下磨损。它标志着磨擦条件相对稳定

27、。剧烈磨损阶段剧烈磨损阶段-在经过稳定磨损阶段后，零件表面遭在经过稳定磨损阶段后，零件表面遭到破坏，运动副间隙增大引起而外的动载荷和振动。零到破坏，运动副间隙增大引起而外的动载荷和振动。零件即将进入报废阶段。件即将进入报废阶段。后果后果降低机器的效率和可靠性，甚至促使机器提前报废。降低机器的效率和可靠性，甚至促使机器提前报废。设计机器时，要求缩短磨合期、延长稳定期、推迟剧烈磨设计机器时，要求缩短磨合期、延长稳定期、推迟剧烈磨损期的到来。损期的到来。它是磨损的不稳定阶段，在整个寿命周期内时间很短。32磨粒磨损磨粒磨损 磨损的分类：磨损的分类：疲劳磨损疲劳磨损 粘附磨损粘附磨损 冲蚀磨损冲蚀磨损

28、腐蚀磨损腐蚀磨损 微动磨损微动磨损 磨损磨损类型类型 按磨损机理分按磨损机理分 按磨损表面按磨损表面外观可分为外观可分为 点蚀磨损点蚀磨损 胶合磨损胶合磨损 擦伤磨损擦伤磨损 两种不同的称谓 33 磨损的机理：磨损的机理：磨粒磨损磨粒磨损 疲劳磨损疲劳磨损 粘附磨损粘附磨损 冲蚀磨损冲蚀磨损 腐蚀磨损腐蚀磨损 微动磨损微动磨损 磨损类型：磨损类型：磨粒磨损磨粒磨损也简称磨损，也简称磨损，外部进入摩擦面间的游离硬颗外部进入摩擦面间的游离硬颗 粒（如空气中的尘土或磨损造成的金属微粒）或硬的轮粒（如空气中的尘土或磨损造成的金属微粒）或硬的轮廓峰尖在软材料表面上犁刨出很多沟纹时被移去的材料，廓峰尖在软

29、材料表面上犁刨出很多沟纹时被移去的材料，一部分流动到沟纹两旁，一部分则形成一连串的碎片脱一部分流动到沟纹两旁，一部分则形成一连串的碎片脱落下来成为新的游离颗粒，这样的微粒切削过程就叫磨落下来成为新的游离颗粒，这样的微粒切削过程就叫磨粒磨损。粒磨损。潘存云教授研制34 磨损的机理：磨损的机理：磨粒磨损磨粒磨损 疲劳磨损疲劳磨损 粘附磨损粘附磨损 冲蚀磨损冲蚀磨损 腐蚀磨损腐蚀磨损 微动磨损微动磨损 磨损类型：磨损类型：粘附磨损粘附磨损也称胶合，当摩擦表面的轮廓峰在相互作用也称胶合，当摩擦表面的轮廓峰在相互作用 的各点处由于瞬时的温升和压力发生的各点处由于瞬时的温升和压力发生“冷焊冷焊”后，在相对

30、运动时，材料从一个表面迁移到后，在相对运动时，材料从一个表面迁移到 另一个表面，便形成粘附磨损。另一个表面，便形成粘附磨损。严重的粘附严重的粘附 磨损会造成运动副咬死。磨损会造成运动副咬死。潘存云教授研制35 磨损的机理：磨损的机理：磨粒磨损磨粒磨损 疲劳磨损疲劳磨损 粘附磨损粘附磨损 冲蚀磨损冲蚀磨损 腐蚀磨损腐蚀磨损 微动磨损微动磨损 磨损类型：磨损类型：疲劳磨损疲劳磨损也称点蚀，是由于摩擦表面材料微体积在交也称点蚀，是由于摩擦表面材料微体积在交 变的摩擦力作用下，反复变形所产生的材料变的摩擦力作用下，反复变形所产生的材料 疲劳所引起的机械磨损。疲劳所引起的机械磨损。点蚀过程：点蚀过程：产

31、生初始疲劳裂纹产生初始疲劳裂纹扩展扩展 微粒脱落，形成微粒脱落，形成 点蚀坑。点蚀坑。潘存云教授研制36 磨损的机理：磨损的机理：磨粒磨损磨粒磨损 疲劳磨损疲劳磨损 粘附磨损粘附磨损 冲蚀磨损冲蚀磨损 腐蚀磨损腐蚀磨损 微动磨损微动磨损 磨损类型：磨损类型：腐蚀磨损腐蚀磨损当摩擦表面材料在环境的化学或电化学作当摩擦表面材料在环境的化学或电化学作 用下引起腐蚀，在摩擦副相对运动时所产用下引起腐蚀，在摩擦副相对运动时所产 生的磨损即为腐蚀磨损。生的磨损即为腐蚀磨损。379.5.3 9.5.3 润滑润滑润滑是减小摩擦、降低或避免磨损的最有效的技术方润滑是减小摩擦、降低或避免磨损的最有效的技术方法法。

32、润滑剂润滑剂润滑剂可分为气体、液体、半固体和固体四种基本类型。润滑剂可分为气体、液体、半固体和固体四种基本类型。1.1.润滑油润滑油2.2.润滑脂润滑脂衡量润滑油的主要指标有：粘度衡量润滑油的主要指标有：粘度(动力粘度和运动粘度动力粘度和运动粘度)、粘度指数、闪点和倾点等。、粘度指数、闪点和倾点等。衡量润滑脂的指标是锥入度和滴度。衡量润滑脂的指标是锥入度和滴度。38 润滑方法润滑方法 油润滑的方法：油润滑的方法：1.1.手工加油润滑手工加油润滑 2.2.滴油润滑滴油润滑 3.3.油环润滑油环润滑 4.4.飞溅润滑飞溅润滑 5.5.压力循环润滑压力循环润滑 脂润滑的方法：脂润滑的方法：润滑脂的加

33、脂方式有人工加脂、脂杯加脂、脂润滑脂的加脂方式有人工加脂、脂杯加脂、脂枪加脂。枪加脂。39润滑装置润滑装置1.油杯油杯 针阀针阀式油式油杯杯旋盖式油杯旋盖式油杯 脂用压注式油杯压注式油杯弹簧弹簧盖油盖油杯杯402.油环油环 41&机械零件的工艺性及标准化机械零件的工艺性及标准化1 1 何为工艺性？何为工艺性？所设计的零件便于加工且加工费用低所设计的零件便于加工且加工费用低2021/9/2342 对产品的品种、规格、质量、检验等制订标准并加以实施。对产品的品种、规格、质量、检验等制订标准并加以实施。1 1）产品品种规格的系列化：）产品品种规格的系列化：2 2）零部件的通用化：）零部件的通用化：3

34、 3）产品质量标准化：）产品质量标准化：2 2、标准化、标准化标准化的意义：标准化的意义：在制造上可实行专业化大量生产，既可提高产品质量，又可在制造上可实行专业化大量生产，既可提高产品质量，又可降低成本；降低成本；在设计方面可减小设计工作量；在设计方面可减小设计工作量；在管理维修方面，可减小库存和便于更换损坏的零件。在管理维修方面，可减小库存和便于更换损坏的零件。2021/9/2343第二章第二章 机械零件的疲劳强度计算（习题）机械零件的疲劳强度计算（习题）一、选择题一、选择题1、机械设计课程研究的内容只限于、机械设计课程研究的内容只限于 。（1）专专用用零零件件和和部部件件；（2）在在高高速

35、速、高高压压、环环境境温温度度过过高高或或过过低低等等特特殊殊条条件件下下工工作作的的以以及及尺尺寸寸特特大大或或特特小小的的通通用用零零件件和和部部件件；（3）在在普普通通工工作作条条件件下下工工作作的的一一般般参参数的通用零件和部件；（数的通用零件和部件；（4）标准化的零件和部件。）标准化的零件和部件。2、下列四种叙述中、下列四种叙述中 是正确的。是正确的。（1）变变应应力力只只能能由由变变载载荷荷产产生生；（2）静静载载荷荷不不能能产产生生变变应应力力；（3）变变应应力力是是由由静静载载荷荷产产生生；（4）变变应应力力是是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。由变载荷产生，也可能由静载荷产生

36、。342021/9/23443、发动机连杆横截面上的应力变化规律如图所示，则该变应力的、发动机连杆横截面上的应力变化规律如图所示，则该变应力的应力循环特性应力循环特性r为为 。（1）0.24；（；（2）-0.24；（；（3）-4.17；（；（4）4.17。4、发发动动机机连连杆杆横横截截面面上上的的应应力力变变化化规规律律如如题题3图图所所示示，则则其其应应力力幅幅 a和平均应力和平均应力 m分别为分别为 。1）a=80.6Mpa，m=49.4Mpa；2）a=80.6Mpa，m=-49.4Mpa；3）a=49.4Mpa，m=80.6Mpa；4）a=49.4Mpa，m=80.6Mpa。5、变变

37、应应 力力 特特 性性 max、min、m、a及及 r等等 五五 个个 参参 数数 能能 用用 其其 中中 的的 任任 意意 几个来描述？几个来描述？（1）一个；（）一个；（2）两个；（）两个；（3）三个；（）三个；（4）四个。）四个。t31.2N/mm2-130N/mm202222021/9/23456、机械零件的强度条件可以写成、机械零件的强度条件可以写成 。（1），或或 ，（2），或或 ，（3），或或 ，（4），或或 ，7、在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的、在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的 。（1）屈服点；（）屈服点；（2）疲劳极限；（）疲劳极限；（3）强度极限：（）强度极限：（4）弹性极限）弹性极限。322021/9/2346ot=常数常数ottoto（1）（2）（3）（4）2021/9/234711、图示各应力随时间变化的图形分别表示什么类型的、图示各应力随时间变化的图形分别表示什么类型的应力？它们的应力循环特性应力？它们的应力循环特性r分别是多少？分别是多少？0tmax0tmaxmminaa)b)0tmaxmmin=0a0tmaxam=0c)d)解：a）静应力r=1；b）非对称（或稳定）循环变应力 0 r+1；c）脉动循环r=0；d）对称循环r=1。2021/9/23482021/9/2349