机械设计基础b3王子羲讲义21

1、第二、三章零部件的失效机械零件的疲劳强度磨损概述内容失效：定义、分类、应对策略；疲劳强度：失效过程、循环应力、强度计算、措施；磨损失效的定义与种类失效是指产品在使用或存放过程中，在产品的设计使用条件下，由于自身组成成分、结构或者使用条件的的变化，造成的系统设计功能部分或全部丧失的现象。（系统失效）机械零部件由于各种原因不能正常工作，称为机械零部件的失效；吴宗泽机械设计北京：高教出版社 2001年 p.9机械零部件失效机械系统失效机械系统失效一定伴随有零部件的失效吗？零部件失效的形式：体积失效：轴、轮齿、螺栓的断裂、零件塑性变形，钢丝绳变长（多股钢丝之间的致密程度发生变化） ；表面失效：磨损、胶

2、合、压溃；老化失效：橡胶皮带硬化、变长、弹簧弹性系数减小、磁性变化；成分失效：润滑剂缺失、螺丝松动失效的原因：产品中，设计使用条件与设计使用寿命之间的技术矛盾。失效的解决方法：增强产品对使用条件的适应性；增强产品对系统内部变化的适应性；正确设计系统中的损耗件；正确地使用产品。轴的设计工作寿命多少年？产品对使用条件的适应性：可靠性增强产品对使用条件的适应性运动员的最大力量是多少？增强产品对使用条件的适应性图示为自行车的一种车铃结构，当自行车在雨中行驶时这种车铃内容易进水，使得车铃内轴的润滑失效，请提出一种结构改进设计方案，使得当自行车在雨中行驶时这种车铃内不易进水。增强产品对系统内部变化的适应性

3、正确设计系统中的损耗件正确地使用产品零部件失效的形式：体积失效：轴、轮齿、螺栓的断裂、零件塑性变形，钢丝绳变长（多股钢丝之间的致密程度发生变化）；表面失效：磨损、胶合、压溃；老化失效：橡胶皮带硬化、变长、弹簧弹性系数减小、磁性变化；成分失效：润滑剂缺失、螺丝松动第二章机械零件的疲劳强度第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.1疲劳失效的特点（一）疲劳失效现象 零件工作在低于屈服强度的应力状态下，经过一定次数的应力循环后突然断裂，断裂时没有明显的宏观塑性变形， 这种破坏形式称为疲劳失效。 第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.1疲劳失效的特点（二）疲劳失效原

4、因 1.在应力作用下，处于高应力区（通常在零件表面,为什么？）的材料缺陷孕育初始裂纹。 2.变应力的反复作用使裂纹沿尖端扩展，使零件的有效承载断面逐渐减小。 3.当裂纹扩展到使剩余截面不足以承受载荷时发生突然断裂。第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.1疲劳失效的特点（三）疲劳断口特征 第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.1疲劳失效的特点（三）疲劳断口特征 第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.1疲劳失效的特点（三）疲劳断口特征 第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.1疲劳失效的特点（四）引起变应力的原因 1.变

5、载荷 例：内燃机连杆第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.1疲劳失效的特点（四）引起变应力的原因 2.零件运动 例：齿轮轮齿 第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.1疲劳失效的特点（四）引起变应力的原因 2.零件运动 例：轴第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.1疲劳失效的特点（四）引起变应力的原因 2.零件运动 例：滚动轴承第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.2变应力的种类第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.2变应力的种类稳定循环变应力第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.2变应力的种类非稳定循环变应力第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.3变应力的特征参数第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算2.1概述2.1.3变应力的特征参数r1 r=0 r=1自动门设计载荷循环次数是多少？高杆灯提升装置第二章 机械零件的