矿物加工机械设计基础一机械设计总论

1、12 3 3学分学分4848学时学时主讲教师：孙凤杰主讲教师：孙凤杰联系电话：联系电话-mail：QQ:123245136 3考试与答疑考试与答疑 1. 1. 平时成绩占平时成绩占30%30%，课终考试成绩占，课终考试成绩占70%70%。 平时成绩由两部分组成： （1）作业、考勤及课堂回答问题，占20%。 （2）学期中间测验，共占10%。 2. 2. 答疑时间：答疑时间：( (每周每周1 1次次) ) 3. 3. 答疑地点：答疑地点： 4. 4. 课程设计课程设计(2(2周周) )4前言前言 课程以课程以一般工况条件一般工况条件下的下的和和为研究对象，以它们的工作原理

2、、运为研究对象，以它们的工作原理、运动特性、结构形式以及设计、选用和计算方法动特性、结构形式以及设计、选用和计算方法等为研究内容。等为研究内容。 本课程是工科机电类、近机类专业的主干本课程是工科机电类、近机类专业的主干课。从基础理论过渡到专业课程学习的过程中，课。从基础理论过渡到专业课程学习的过程中，本课程起着承上启下的作用，为以后学习专业本课程起着承上启下的作用，为以后学习专业机械设备课程或学习专业课程中有关机械的内机械设备课程或学习专业课程中有关机械的内容，打下坚固的基础。容，打下坚固的基础。5前言前言 掌握各种掌握各种常用机构的运动常用机构的运动特点、了解机构的结构特特点、了解机构的结构

3、特点对机构运动的影响，从而对如何实现机械设备的预期点对机构运动的影响，从而对如何实现机械设备的预期运动具有初步认识运动具有初步认识机械原理。机械原理。 掌握各种常用机构和通用零件的结构、工作原理、掌握各种常用机构和通用零件的结构、工作原理、性能特点、应用场合、使用维护等方面的知识，及其性能特点、应用场合、使用维护等方面的知识，及其主主要失效形式要失效形式和和失效原因失效原因工程力学、工程材料工程力学、工程材料。 初步初步掌握设计计算通用零部件的方法掌握设计计算通用零部件的方法和正确使用有和正确使用有关标准、规范、图表手册等选用标准件的方法，具备设关标准、规范、图表手册等选用标准件的方法，具备设

4、计常见传动装置和简单机械的能力计常见传动装置和简单机械的能力机械设计机械设计。6第一章机械设计总论第一章机械设计总论 内燃机内燃机1 1、气缸体；、气缸体； 、活塞；、活塞；3 3、连杆；、连杆； 4 4、曲柄；、曲柄；5 5、顶杆；、顶杆； 6 6、凸轮；、凸轮；7 7、8 8、齿轮；、齿轮； 9 9、排气阀；、排气阀；1010、进气阀、进气阀7搅拌机搅拌机8 机器机器 机器是既能实现确定的机械运动，又能做有用机械功、或完成能量、物料和信息转换或传递的装置。9（1 1）一般由动力部分（原动机）、工作部分、传动部分和）一般由动力部分（原动机）、工作部分、传动部分和操纵控制部分组成，是操纵控制部

5、分组成，是；（2 2）机器工作时其内部能实现）机器工作时其内部能实现；（3 3）如破碎机、起重机、汽车、机床等；如破碎机、起重机、汽车、机床等；或或如电动机、内燃机、发电机等；如电动机、内燃机、发电机等；或或如照象机、录音机、打字机等如照象机、录音机、打字机等。机器的特征：机器的特征：1010机机 构构能传递运动和力，或改变运动或动力参能传递运动和力，或改变运动或动力参数、改变运动形式的机械传动装置。数、改变运动形式的机械传动装置。机构特征机构特征同机器特征的前两项，既组合实体、有确定同机器特征的前两项，既组合实体、有确定的相对运动。如连杆机构、凸轮机构等。的相对运动。如连杆机构、凸轮机构等。

6、机机 械械机器和机构的总称。机器和机构的总称。零零 件件机器中不可拆卸的机器中不可拆卸的制造单元制造单元，如齿轮、轴、螺栓等。如齿轮、轴、螺栓等。部部 件件由一组协同工作的零件组装而成的组合体，由一组协同工作的零件组装而成的组合体，它是机器的它是机器的装配单元装配单元。如滚动轴头、联轴。如滚动轴头、联轴器、减速器，自行车脚踏板等。器、减速器，自行车脚踏板等。11一、平面机构的组成一、平面机构的组成只能在相互平行的平面内运动的机构。只能在相互平行的平面内运动的机构。 应用广泛。应用广泛。能在三维空间内运动的机构。应用较少。能在三维空间内运动的机构。应用较少。1 1、构件、构件 机构中各个独立机构

7、中各个独立的运动单元；的运动单元； 它可以是不可拆它可以是不可拆卸的单一整体，也可卸的单一整体，也可以是若干个零件组成以是若干个零件组成的联接体；构件是刚的联接体；构件是刚性的。性的。构件构件1 1）构件及其分类）构件及其分类机构中按机构中按外界给定的运动规律独立运外界给定的运动规律独立运动动的的活动构件活动构件；通常是机器；通常是机器驱动部分驱动部分的外力所作用的的外力所作用的构件。构件。机构中随原动件而运动的其余活动构件；其运动机构中随原动件而运动的其余活动构件；其运动规律取决于原动件运动规律和机构的结构。规律取决于原动件运动规律和机构的结构。机构（或机器）中用来支撑活动构件（或部件）机构

8、（或机器）中用来支撑活动构件（或部件）的的固定构件固定构件；机架相对地面可以是固定的，也可以是；机架相对地面可以是固定的，也可以是运动的（如车、船、飞机等上面的机构）。运动的（如车、船、飞机等上面的机构）。图中的构件图中的构件S做平面运动时有三个可能的独立运动；做平面运动时有三个可能的独立运动；x和和y方向的移动和绕某点方向的移动和绕某点K的转动，这种可能的独立运动的转动，这种可能的独立运动称为构件的自由度。称为构件的自由度。2 2、构件的自由度、构件的自由度a) 垂直垂直b) 水平水平c) 转动转动a) 垂直垂直b) 水平水平c) 转动转动 3 3 、运动副及其分类、运动副及其分类副副指相互

9、匹配或相互关联的两个物体，如一副手套。指相互匹配或相互关联的两个物体，如一副手套。 a) a)两个构件、两个构件、b) b) 直接接触、直接接触、c) c) 有相对运动有相对运动运动副运动副机构中两个直接接触、相对运动的构件。如内燃机机构中两个直接接触、相对运动的构件。如内燃机中的活塞与缸体。中的活塞与缸体。约束约束做平面运动的一个物体有三个自由度，一个运动副由做平面运动的一个物体有三个自由度，一个运动副由于两构件彼此间的限制作用，会使任一构件的自由于两构件彼此间的限制作用，会使任一构件的自由度小于三，运动副的这种限制作用称为约束。度小于三，运动副的这种限制作用称为约束。（1 1）回转副）回转

10、副两构件只能在同一平面内作相对转动的低副。两构件只能在同一平面内作相对转动的低副。 回转副具有回转副具有2个约束（个约束（x和和y方向的移动）和一个自由度方向的移动）和一个自由度（x y平面内转动）。平面内转动）。两构件以面接触构成运动副两构件以面接触构成运动副, ,包括移动副和回转副。包括移动副和回转副。转动副转动副（2 2）移动副）移动副两构件只能做相对直线运动的低副。两构件只能做相对直线运动的低副。移动副具有两个约束（移动副具有两个约束（y方向移动和方向移动和x y平面内转平面内转动）和一个自由度（动）和一个自由度（x方向移动）。方向移动）。两构件以点接触或线接触构成的运动副。两构件以点

11、接触或线接触构成的运动副。由构件由构件2观察，它限制构件观察，它限制构件1沿法线沿法线nn方向移动，而允许其沿方向移动，而允许其沿接触点接触点K处的切线处的切线tt方向相对移动和绕方向相对移动和绕K处相对转动。处相对转动。高副具有一个约束和两个自由度。高副具有一个约束和两个自由度。空间运动副空间运动副螺旋副球面副2222二、二、 平面机构的运动简图平面机构的运动简图v运动简图运动简图表示机构中各构件之间相对运动表示机构中各构件之间相对运动关系的简单图形。关系的简单图形。v运动简图的作用运动简图的作用运动简图是表示机构运动运动简图是表示机构运动形式的工程语言，画运动简图是机械形式的工程语言，画运

12、动简图是机械设计的重要内容和基本手段。设计的重要内容和基本手段。23232424252627282929： （1 1）分析机构的运动情况，认清固定件、原动件和分析机构的运动情况，认清固定件、原动件和从动件，确定从动件，确定构件数目构件数目。 （2 2）从原动件开始，分析各相邻构件间的运动性质，从原动件开始，分析各相邻构件间的运动性质，确定确定运动副的类型运动副的类型和和数目数目。 （3 3）选选机构的运动平面为机构的运动平面为投影面投影面。 （4 4）确定各确定各运动副运动副的的相对位置相对位置，绘制绘制机构运动简机构运动简图图。 （5 5）在在原动件原动件上标出指示上标出指示运动方向运动方向

13、的箭头。的箭头。303031313232平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算活动构件数活动构件数低副个数低副个数高副个数高副个数三、平面机构的自由度三、平面机构的自由度例：计算图例：计算图1-5所示颚式破碎机的自由度。所示颚式破碎机的自由度。解：解：活动构件数活动构件数 n = 3，低副数，低副数 PL = 4，没有高副，没有高副， PH = 0; 自由度自由度 F3n2 PL PH =332401 3333图（图（a）F0，不会运动，是刚性木桁架，不是机构。，不会运动，是刚性木桁架，不是机构。图（图（b）F1，具有确定的相对运动，是机构。，具有确定的相对运动，是机构。图（图（c）F2，具

14、有不确定的相对运动，是运动链，不是机构。，具有不确定的相对运动，是运动链，不是机构。机构能运动的条件：机构能运动的条件： F0若若F原动件数，机构会卡死或损坏原动件数，机构会卡死或损坏若若F原动件数，机构运动不确定原动件数，机构运动不确定两个以上的构件在同一处用回两个以上的构件在同一处用回转副相连，会构成复合铰链，如图转副相连，会构成复合铰链，如图所示。所示。 这是这是3个构件构成的两个回转副，低副数数个构件构成的两个回转副，低副数数PL2，而不，而不是是PL1。如果是如果是K个构件，低副数个构件，低副数PLK1，不要算错，不要算错。一些机构中某些构件在局部作独立运动，这种局部一些机构中某些构

15、件在局部作独立运动，这种局部运动不影响机构内其它构件的运动，局部运动自由度简运动不影响机构内其它构件的运动，局部运动自由度简称局部自由度，如下图。称局部自由度，如下图。图（图（a）中，活动件有凸轮）中，活动件有凸轮1、滚子、滚子4、推杆、推杆2，n = 3；低副；低副有凸轮转轴有凸轮转轴A、滚子销轴、滚子销轴C、推杆滑道、推杆滑道D，PL 3；高副有凸轮；高副有凸轮与推杆的接触线，与推杆的接触线， PH 1。自由度自由度F3n2 PL PH 332212这意味着必须有这意味着必须有2个原动机，机构才有确定运动。而实际上个原动机，机构才有确定运动。而实际上只要凸轮作为原动件转动时，推杆就有确定运

16、动，即只要凸轮作为原动件转动时，推杆就有确定运动，即F1。局部自由度局部自由度假想去掉滚子假想去掉滚子推杆运动副，这不影响凸推杆运动副，这不影响凸轮与推杆的运动，如图（轮与推杆的运动，如图（b）。）。这时这时 F3n2 PL PH 332211对机构运动对机构运动不起实际约束作用不起实际约束作用的的重复约束重复约束称为虚约束。称为虚约束。在图（在图（b）中，）中，n = 4、 PL= 6、 PH =0、F342600这意味着机构不能运动。实际上任一轮子（这意味着机构不能运动。实际上任一轮子（1、3或或5）作为）作为原动件时，机构都有确定运动，即原动件时，机构都有确定运动，即F1。 发生问题的原

17、因发生问题的原因：虚约束虚约束 解决问题的办法：解决问题的办法：假想去掉构件与其相应的回转副假想去掉构件与其相应的回转副E、F，这不影响机构的运动。这是：，这不影响机构的运动。这是：n3， PL 4、 PH 0，则：则：F332401图（图（C）中的构件）中的构件5与构件与构件1、3不平行，不是虚约束，不不平行，不是虚约束，不能取消，其能取消，其F0，它不是机构。，它不是机构。虚约束经常出现在以下几种情况中：虚约束经常出现在以下几种情况中：（1）两连接构件在连接点上的运动轨迹相重合，（2）两构件某两点间的距离始终不变，将此两点用构件和运动副连接会带进虚约束。（3）两构件组成多个移动方向一致的运

18、动副 或两构件组成多个轴线重合的移动副虚约束增强支承刚度虚约束改善受力常见虚约束及处理方法见下表常见虚约束及处理方法见下表虚约束在计算自由度时必须去掉，但在实际虚约束在计算自由度时必须去掉，但在实际中能中能改善机构的受力状况改善机构的受力状况或或增加机构的刚性增加机构的刚性等，等，是有益和必要的。是有益和必要的。 同理，前述凸轮机构中的滚子能产生滚动摩同理，前述凸轮机构中的滚子能产生滚动摩擦，减少凸轮与推杆的磨损，也是有益的。擦，减少凸轮与推杆的磨损，也是有益的。例例1 1 计算曲柄滑块机构的自由度。计算曲柄滑块机构的自由度。34解：活动构件数解：活动构件数n=低副数低副数PL=F=3n 2P

19、L PH =33 24 =1 高副数高副数PH=0S3123例例2 2 计算五杆铰链机构的自由度计算五杆铰链机构的自由度解：活动构件数解：活动构件数n= 4低副数低副数PL=5F=3n 2PL PH =34 25 =2 高副数高副数PH=012341 1例例3 3 计算图示凸轮机构的自由度。计算图示凸轮机构的自由度。解：活动构件数解：活动构件数n= 2低副数低副数PL=2F=3n 2PL PH =32 221 =1高副数高副数PH=1123CDABGFoEE例例4 4 计算图示大筛机构的自由度。计算图示大筛机构的自由度。位置位置C ，2个个低副低副复合铰链复合铰链:局部自由度局部自由度 1个个

20、虚约束虚约束En= 7PL = 9PH =1F=3n 2PL PH =37 29 1 =251解：解：n = 4 、PL= 6 、 PH= 0 例例1.3 计算图示机构的自由度。计算图示机构的自由度。( (a) )ABCDEF = 3n2PLPH = 34260 = 052 F = 3n2PLPH = 35270 = 1ABCDEFG( (b) )解：解：n = 5 、PL= 7 、 PH= 0 53ABCDEF例例1.4 计算计算SSPU窗户开闭机构的自由度。窗户开闭机构的自由度。解：解：n = 5 、PL= 7 、PH= 0 F = 3n2PLPH = 35270 = 154例例1.6 计

21、算下列机构的自由度计算下列机构的自由度（若存在复合铰链、局部自由度或若存在复合铰链、局部自由度或虚约束请指明虚约束请指明）局部自由度：局部自由度：C虚约束：虚约束：D（E ）F = 3n - - 2PL - - PH = 33 - - 23 - - 2 = 1 复合铰链：复合铰链：CF = 3n - - 2PL - - PH = 35 - - 27 - - 0 = 155局部自由度：局部自由度：B、C虚约束：虚约束：E（F ）F = 3n2PLPH = 33232 = 1 ABCDEF（3）56复合铰链：复合铰链：D局部自由度：局部自由度：H虚约束：虚约束：F（G ）F = 3n2PLPH =

22、 382111 = 1 BACEDFGHIJK（4）57求求机构自由度。机构自由度。 （若存在复合铰链、局部自由度或虚约束请指明若存在复合铰链、局部自由度或虚约束请指明）复合铰链：复合铰链：J局部自由度：局部自由度：D虚约束：虚约束：M（N ）F =3n - -2PL- -PH = 39 - -212 - - 2 = 15858为创造新机器或改良旧机器，运用设为创造新机器或改良旧机器，运用设计方法、技能和创造性思维，把机械计方法、技能和创造性思维，把机械的整机、部件和零件的结构和参数，的整机、部件和零件的结构和参数，用图纸和文字等技术文件表达出来。用图纸和文字等技术文件表达出来。机械设计机械设

23、计5959一、机械设计的基本要求一、机械设计的基本要求市场调研可行性研究试制、试验小批生产试销投产阶阶段段 目目标标设计任务书 定出最佳方案 装配图零件图 样机评价 考核工艺性 产品 及其它技术文件 改进 收集用户意见 销售技术设计原理方案设计1、产品规划、产品规划2、方案设计、方案设计 3、技术设计、技术设计 4、制造及试验、制造及试验平面机构的结构分析能力目标：1、将具体的机械抽象成简单的运动学模型运动简图2、判定机构是否具有确定的运动自由度计算二、机械设计的一般程序二、机械设计的一般程序61一一 机械零件的主要失效形式机械零件的主要失效形式 1. 1. 断裂断裂 2. 2. 表面失效表面

24、失效 3. 3. 过量变形过量变形 4. 4. 其它失效其它失效二二 机械零件工作能力的计算准则机械零件工作能力的计算准则 1. 1. 强度强度 2. 2. 刚度刚度 3. 3. 耐磨性耐磨性 4. 4. 振动稳定理振动稳定理 5. 5. 机械稳定性机械稳定性第四节第四节 零件的失效、设计准则、步骤及标准化零件的失效、设计准则、步骤及标准化621. 1. 磨合阶段：磨合阶段：新零件的表面一般有刀痕、不平，会很快磨平；2. 2. 稳定阶段：稳定阶段：时间相对很长，相当于零件的使用寿命；机器零件的磨损机器零件的磨损磨损过程磨损过程3. 3. 剧磨阶段：剧磨阶段：一般由磨损不均而导致零件间接触面减小

25、、温度升高，零件很快磨坏。磨损是机器零件在正常使用条件下的主要失效形式。6363磨损类型磨损类型磨损机理非常复杂，除疲劳磨损外，其它磨损磨损机理非常复杂，除疲劳磨损外，其它磨损目前尚无法计算。为简便起见，一般采用条件目前尚无法计算。为简便起见，一般采用条件计算式：计算式：耐磨计算耐磨计算（1 1）零件工作表面压强）零件工作表面压强 材料表面许用压强；材料表面许用压强； pp pp（2 2）零件工作表面压强、滑速积）零件工作表面压强、滑速积 材料表面许材料表面许用压强、滑速积。用压强、滑速积。 v v pv pv v v pv pv 6464三机械零件设计的一般步骤三机械零件设计的一般步骤v1.

26、 1. 选择材料选择材料v2. 2. 拟定计算简图拟定计算简图v3. 3. 工作能力计算工作能力计算v4. 4. 结构设计结构设计v5. 5. 绘制工作图绘制工作图并标注必要的并标注必要的技术条件技术条件6565 避免重复设计；避免重复设计； 便于节约化生产、容易保证质量并降低成本；便于节约化生产、容易保证质量并降低成本； 互换性好，便于维修。互换性好，便于维修。标准：标准：国家标准国家标准GBGB；行业标准如；行业标准如HBHB、JBJB、SBSB等；等； 国际标准国际标准ISOISO。四四 机械零件的标准化机械零件的标准化标准化：标准化：把常用的零部件统一规定为若干种规格，并强制执行。标准

27、件：标准件：实行标准化的零部件，如螺栓、滚动轴承、联轴器等。实行标准化的意义实行标准化的意义66661 1、静载荷与变载荷、静载荷与变载荷2 2、名义载荷、名义载荷理想工况下零件所受载荷理想工况下零件所受载荷 计算载荷计算载荷实际工况下零件所受载荷实际工况下零件所受载荷计算载荷工况系数（计算载荷工况系数（1 1）名义载荷名义载荷一、载荷及其分类一、载荷及其分类67二、应力及其分类二、应力及其分类 静应力与变应力静应力与变应力 稳定变应力稳定变应力周期、应力幅和平均应力都不周期、应力幅和平均应力都不随时间变化的变应力随时间变化的变应力6868式中：式中： 、 极限正应力和极限剪应力，极限正应力和

28、极限剪应力，MPaMPa 静应力、钢等塑性材料静应力、钢等塑性材料 静应力、铸铁等脆性材料静应力、铸铁等脆性材料 对称循环变应力对称循环变应力 脉动循环变应力脉动循环变应力SS安全系数，一般安全系数，一般S1S1，具体取值查相关手册，具体取值查相关手册 )(limlim)(SS)(BB)(11)(OOSlimSlim三、三、 许用应力许用应力limlim6969四、静强度四、静强度1. 1. 单向应力状态单向应力状态2. 2. 平面应力或三向应力状态平面应力或三向应力状态3. 3. 正、剪复合应力状态正、剪复合应力状态五、疲劳强度五、疲劳强度1. 1. 疲劳破坏过程：疲劳破坏过程：最大应力远低

29、于静应力下材料的强度极限；最大应力远低于静应力下材料的强度极限；脆性材料和塑性材料的破坏形式均为突然断裂；脆性材料和塑性材料的破坏形式均为突然断裂； 由内部缺陷和表面缺陷引起疲劳裂纹，裂纹逐渐由内部缺陷和表面缺陷引起疲劳裂纹，裂纹逐渐扩展导致破坏。扩展导致破坏。70702. 2. 疲劳极限与疲劳曲线疲劳极限与疲劳曲线疲劳极限：在一定循环特性疲劳极限：在一定循环特性r r下，应力经过下，应力经过N N次循环后，次循环后， 材料不发生疲劳破坏时的最大应力。材料不发生疲劳破坏时的最大应力。3. 3. 影响疲劳强度的因素：影响疲劳强度的因素：应力集中、绝对尺寸、表面状态等。应力集中、绝对尺寸、表面状态

30、等。补充：补充： 材料的疲劳特性材料的疲劳特性交变应力的描述交变应力的描述 m平均应力；平均应力； a应力幅值应力幅值 max最大应力；最大应力； min最小应力最小应力r 应力比（循环特性）应力比（循环特性）2minmaxm2minmaxa maxminr变应力的几种常见状态：变应力的几种常见状态：r = -1对称循环应力对称循环应力r=0脉动循环应力脉动循环应力r=1静应力静应力机械零件的疲劳大多发生机械零件的疲劳大多发生在在 N曲线的曲线的CD段，可用下段，可用下式描述：式描述：)(DCmrNNNNCN)DrrNNN （D点以后的疲劳曲线呈一水平线，代表着点以后的疲劳曲线呈一水平线，代表

31、着无限寿命区其方程为：无限寿命区其方程为： N疲劳曲线疲劳曲线 N疲劳曲线疲劳曲线 由于由于N NDD很大，所以在作疲劳试验时，常规定一个很大，所以在作疲劳试验时，常规定一个循环次数循环次数N N0 0( (称为循环基数称为循环基数) )，用，用N N0 0及其相对应的疲劳及其相对应的疲劳极限极限 r来近似代表来近似代表N NDD和和 rr，于是有：，于是有：CNN0mrmrN有限寿命区间内循环次数有限寿命区间内循环次数N N与疲劳极限与疲劳极限 rN的关系为：的关系为：式中，式中， r、N0及及m的值由材料试验确定。的值由材料试验确定。0mrNrNrNKN等寿命疲劳曲线（极限应力线图）等寿命

32、疲劳曲线（极限应力线图） 机械零件材料的疲劳特性除用机械零件材料的疲劳特性除用 N曲线表示外曲线表示外，还可用等寿命曲线来描述。该曲线表达了还可用等寿命曲线来描述。该曲线表达了不同应力比不同应力比时疲劳极限的特性时疲劳极限的特性。在工程应用中，常将在工程应用中，常将等寿命曲线用直线来近似替代等寿命曲线用直线来近似替代。用用AC折线折线表示零件表示零件材料的极限应力线材料的极限应力线图是其中图是其中一种近似方法。一种近似方法。材料的极限应力线图材料的极限应力线图 在作材料试验时，通常是求出对称循环的疲劳极限-1和脉动循环的疲劳极限0。把这两个极限应力标在如下所示的m-a图上。对称循环疲劳极限在图

33、中以纵坐标轴上的A点来表示。由于脉动循环变应力的平均应力及应力幅均为m=a=0/2，所以脉动循环疲劳极限以由原点0所作45射线上的D点来表示。直线AD上任何一点都代表了一定循环特性时的疲劳极限。横轴上任何一点都代表应力幅等于零的应力，即静应力。取C点的坐标值等于材料的屈服极限s，则CG上任何一点均代表max=m+a=s的变应力状况。材料中发生的应力如处于材料中发生的应力如处于OAGCOAGC区区域以内，则表示不发生破坏；如在此域以内，则表示不发生破坏；如在此区域以外，则表示一定发生破坏；如区域以外，则表示一定发生破坏；如正好处于折线上，则表示工作应力状正好处于折线上，则表示工作应力状况正好达到

34、极限状态。况正好达到极限状态。A直线的方程为：直线的方程为：1am smaC直线的方程为：直线的方程为：1002 为试件受循环弯曲应力时的材料常数，其为试件受循环弯曲应力时的材料常数，其值由试验及下式决定：值由试验及下式决定：对于碳钢，对于碳钢， 0.10.2，对于合金钢，对于合金钢， 0.20.3。材料的极限应力线图材料的极限应力线图u机械零件的疲劳强度计算机械零件的疲劳强度计算零件的极限应力线图零件的极限应力线图 由于零件几何形状的变化、尺寸大小、加工质量由于零件几何形状的变化、尺寸大小、加工质量及强化因素等的影响，使得零件的疲劳极限要小于材及强化因素等的影响，使得零件的疲劳极限要小于材料

35、试件的疲劳极限。料试件的疲劳极限。 以弯曲疲劳极限的综合影响系数以弯曲疲劳极限的综合影响系数表示材料对称表示材料对称循环弯曲疲劳极限循环弯曲疲劳极限-1与零件对称循环弯曲疲劳极限与零件对称循环弯曲疲劳极限-1e的比值，即的比值，即e11 K在不对称循环时，在不对称循环时，是试件与零件极限应力幅的比值。是试件与零件极限应力幅的比值。 将零件材料的极限应力线图中的直线将零件材料的极限应力线图中的直线ADG 按比例按比例向下移，成为右图所示的直线向下移，成为右图所示的直线ADG，而极，而极限应力曲线的限应力曲线的 CG 部分，由于是按照静应力的要求来部分，由于是按照静应力的要求来考虑的，故不须进行修

36、正。这样就得到了零件的极限考虑的，故不须进行修正。这样就得到了零件的极限应力线图。应力线图。单向稳定变应力时的疲劳强度计算单向稳定变应力时的疲劳强度计算进行零件疲劳强度计算时，首先根据零件危险截进行零件疲劳强度计算时，首先根据零件危险截面上的面上的 max 及及 min确定平均应力确定平均应力m与应力幅与应力幅a，然后，然后，在极限应力线图的坐标中标示出相应工作应力点在极限应力线图的坐标中标示出相应工作应力点MM或或N N。相应的疲劳极限应力应是极限应力曲线上的某一相应的疲劳极限应力应是极限应力曲线上的某一个点所代表的应力。个点所代表的应力。计算安全系数及疲劳强度条件为：计算安全系数及疲劳强度条件为：SSamammaxmaxca 根据零件工作时所受的约束来确定应力可能根据零件工作时所受的约束来确定应力可能发生的变化规律，从而决定以哪一个点来表示极发生的变