第二篇
机械零部件的工作能力设计
工作能力 失效形式 设计准则
强度计算
第 10 章
机械零部件的设计概述
10.1 机械零部件的工作能力
10.2 机械零部件的失效
10.3 机械零部件的设计
10.1 机械零部件的工作能力
一、载荷
名义载荷,P
计算载荷,PC=KP
二、强度计算
S
lim][ ??? ??
工作应力
许用应力
极限应力
安全系数，
P150，表
10-2
10.1 机械零部件的工作能力
三、疲劳强度和 疲劳寿命
疲劳破坏,零件在交变应力循环下的破坏形式
对数坐标的疲劳曲线
? 有限寿命区间
? 疲劳极限 lg?N
lgNN
0
?-1
失效 零部件不能满足工作要求称为失效。
机
械
零
件
的
主
要
失
效
形
式
过大的残余应力
破坏正常工作条件引起的失效：
整体断裂,拉，压，弯，扭
过大的残余应力,加工，热处理
零件表面的破坏,磨损，热处理
打滑，共振，胶合
见表 10-4,P157
10.2 机械零部件的失效
机械零件的计算准则
设计准则 计算公式 失效形式 典型零部件
强度准则 ?? ? lim /S 断裂、疲劳
破坏、残余
变形
轴、齿轮,带
轮等
刚度准则 y ? [y ] 弹性变形 轴、蜗杆等
寿命准则 满足额定寿
命
腐蚀、磨
损、疲劳
滚动轴承等
振动稳定性 0,85f >f
p
或
1,15f< f
p
共振产生的
工作失常
滚动轴承、
齿轮、滑动
轴承
可靠性准则 R=N/N
0
机器的组成：
辅助系统，例如：润滑、显示、照明等
原动机部分 传动部分
控制系统
执行部分
10.3 机械零部件的设计
结果分析与设计机械设计的内容
分析工作原理 类型选择 受力分析
改进与发展
结果分析与设计 简化模型
失效分析
建立计算准则
10.3 机械零部件的设计
对整个机器的整体要求
? 使用功能的要求
? 经济性要求
?“三化” --标准化、系列化、通用化
? 劳动保护要求
? 可靠性要求
? 其它专业要求
10.3 机械零部件的设计
机械零件设计的基本要求
? 避免在预期寿命期内 失效
? 结构工艺性的要求
? 经济性要求
? 质量小的要求
? 可靠性要求
10.3 机械零部件的设计
?
? 例题：铆钉联接，两块钢
板材料均为 Q215，
F=500000N，
? 求：各部分尺寸。
M P ap
M P a
M P a
400
180
200
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? 解：分析失效方式及计算公式
1。钉剪切
2 板挤压
3 板拉断
4 板边剪切
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dbs
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F
p
d
F
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F
)
2
(2
4
)
2
(2
)(
3
)(
2
4
2
1
4
2
? 由 1,d=18.8 取 d为 18
由 2,S=6.6 取 S为 7
由 3,b=54.7 取 b为 55
由 4,e= 29.3 取 e为 30 ‘等
强原则’
参考书, 机械设计,
濮良贵主编 西工大
,机械设计课程设计手册,
吴宗泽主编 高教出版社
,mechanical power transmission
components》
1994 David W.south Jon R.mancuso
