机械零件的强度

强度：零件抵抗断裂、塑变、疲劳破坏的能力。一、载荷和应力

循环变载荷

随机变载荷静载荷变载荷名义载荷1、载荷载荷载荷工作载荷计算载荷K：载荷系数2、应力变应力静应力：r=1σt脉动循环：r=0对称循环：r=-1非对称循环a)基本参数

应力循环特性平均应力应力幅-1<r<1σt静应力r=1σmax=σmin=σm

σa=0σt0对称循环变应力r=-1σm

=0σa=σmax=-σmin脉动循环：r=0σt0σm

=σa=σmax/2

σmin

=0tσ0非对称循环-1<r<1例1、某齿轮传动装置如图所示，轮1为主动轮，则轮2的齿面接触应力按

变化。A对称循环B脉动循环C循环特性r=-0.5的循环

D循环特性r=+1的循环O1O2O3ω1例2、上图所示的齿轮传动装置，轮1为主动轮，当轮1作双向回转时，则轮1齿面接触应力按

变化。A对称循环B脉动循环C循环特性r=-0.5的循环D循环特性r=+1的循环1）或2）二、静应力作用下的强度问题[S]——许用安全系数，【S】＞1—→S↑：安全，浪费材料S↓：经济，不安全§3–1材料疲劳的两种类别变应力下．零件的失效形式是疲劳断裂。

(一)疲劳断裂的特征有：

1)断裂时的最大应力远低于σB，甚至低于σs；

2)断口为无明显塑性变形的脆性突然断裂

3)是损伤的积累，初期只在零件表面或表层形成微裂纹。（二）、疲劳曲线：表示最大应力σmax

与应力循环次数N之间的关系曲线。s－N疲劳曲线AB：静应力强度104BC：低周疲劳CD：有限寿命区D∞：无限寿命区高周疲劳循环基数N0

:

疲劳曲线趋于水平时的循环次数。

σ-1<σ0<σ+1条件疲劳极限(σrN)：对应于N时的最大应力。s－N疲劳曲线疲劳极限(σr)：对应于N0时的最大应力。CD段（常数）－－称为疲劳曲线方程式中：——寿命系数；m

—寿命指数(钢：弯曲应力m=9)s－N疲劳曲线例4、某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=300MPa，若疲劳曲线指数m=9，应力循环基数N0=10，当该零件工作的实际应力循环次数N=10时，则按有限寿命计算，对应于N的疲劳极限σ-1N为

MPa。75A、300B、428C、500.4D、430.51）不同应力循环特征r的疲劳极限简化极限应力图疲劳强度线屈服强度线n(σm,σa)§3–2高周疲劳和机械零件的疲劳强度计算疲劳强度线屈服强度线n(σm,σa)OAD区域，ODC区域，例5：已知一合金钢的σ-1=370Mpa，σs=880Mpa，σ0=625Mpa，求：1）试按比例绘此材料的简化极限应力图。

2）设此试件受到σmax=300Mpa，σmin=-120Mpa的变应力作用，求出该试件在这种情况下的极限应力σr?例6：某零件材料的机械性能为：σ-1=500Mpa，σs=850Mpa，

σ0=800Mpa，综合影响系数Kσ=2，零件工作的最大应力

σmax=300Mpa，σmin=-50Mpa，加载方式为r=c（常数）

求：1）试按比例绘此零件的极限应力图，并在图中标出该零件的工作应力点M和其相应的极限应力点。

2）根据极限应力图，判断该零件可能发生何种破坏？

3）若该零件的设计安全系数S=1