機(jī)械設(shè)計(jì) (2)

1、第2章 機(jī)械設(shè)計(jì)總論2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求1.使用要求 機(jī)器應(yīng)在規(guī)定的使用期內(nèi)有效工作并達(dá)到預(yù)定的功能等2.經(jīng)濟(jì)性(economics)要求 從設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)等方面綜合考慮。3.社會(huì)要求 社會(huì)使用效果，人機(jī)協(xié)調(diào)，操作方便，安全、省力等4.可靠性(reliability)要求 機(jī)械在預(yù)定的期限內(nèi)能夠完成可靠工作的概率。2.2 機(jī)械零件設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題2.2.1 工作能力概念 失效(failure)：零件失去設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)定的功能。 工作能力：零件抵抗失效的能力。1.強(qiáng)度:(strength) :是指零件承受載荷后抵抗斷裂(fracture)、塑性變形(plastic deformation

2、)和某些表面失效的能力。2.剛度(rigidity):是指零件承受載荷后抵抗彈性變形(elastic deformation)的能力。一般來(lái)說(shuō)，剛度要求是對(duì)那些因?yàn)樽冃芜^(guò)大而導(dǎo)致機(jī)器工作能力下降的零件提出的，這類(lèi)零件除了做強(qiáng)度計(jì)算外，還必須進(jìn)行剛度計(jì)算，或者直接按剛度要求設(shè)計(jì)。 3.穩(wěn)定性高速機(jī)器進(jìn)行振動(dòng)分析或動(dòng)態(tài)分析設(shè)計(jì)，否則會(huì)導(dǎo)致失穩(wěn)或者疲勞斷裂。對(duì)于受壓狀態(tài)下工作的薄壁件或細(xì)長(zhǎng)桿的失穩(wěn)的穩(wěn)定性（stability)問(wèn)題。4.耐磨性(wearability)一般指相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件在載荷作用下抵抗磨損的能力。因此，提高機(jī)械零件的耐磨性是提高機(jī)器壽命的一項(xiàng)重要措施。其次工作能力還受工作環(huán)境如溫度

3、，海水腐蝕等影響。2.2.2 材料選擇及結(jié)構(gòu)工藝1.合理選擇材料黑色金屬，有色金屬，非金屬，復(fù)合材料等。 參考課本P4表212.機(jī)械零件要有良好的工藝性 機(jī)械零件的工藝性(technological efficiency) 參考課本表222.2.3 標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化減輕了設(shè)計(jì)工作量，縮短了設(shè)計(jì)周期，降低了設(shè)計(jì)費(fèi)用。便于專(zhuān)門(mén)工廠(chǎng)采用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行大比量生產(chǎn)，從而降低成本，節(jié)約能源，縮短生產(chǎn)周期，保證質(zhì)量。具有互換性，而且可以外購(gòu)和儲(chǔ)備，便于維修。產(chǎn)品技術(shù)條件和驗(yàn)收、試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于改進(jìn)和提高產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大和開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。鑒于以上明顯的優(yōu)越性，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，零、部件的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和通用

4、化已被認(rèn)為是一項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)，而且已被列為一項(xiàng)必須貫徹執(zhí)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)法規(guī)。2.3 機(jī)械零件的強(qiáng)度及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2.3.1 載荷分類(lèi)載荷(load): 作用在機(jī)械零件上的力、力矩的統(tǒng)稱(chēng)。載荷分為靜載荷和變載荷靜載荷：大小、方向、作用點(diǎn)都不隨時(shí)間變化或者變化很緩慢。變載荷：是指大小、方向、作用點(diǎn)隨時(shí)間變化的載荷。公稱(chēng)載荷（名義載荷nominal load）：根據(jù)額定功率用力學(xué)公式計(jì)算出來(lái)的載荷。計(jì)算載荷：載荷系數(shù)K與公稱(chēng)載荷的乘積（考慮沖擊等因數(shù)的影響，對(duì)名義載荷進(jìn)行修正）。2.3.2 應(yīng)力分類(lèi)按應(yīng)力隨時(shí)間變化的特性不同，應(yīng)力可分為靜應(yīng)力和變應(yīng)力兩類(lèi)。靜應(yīng)力：不隨時(shí)間變化或者變化很緩慢的應(yīng)力。變應(yīng)力

5、：隨時(shí)間變化的應(yīng)力。注意*：一般把在整個(gè)壽命內(nèi)應(yīng)力變化次數(shù)低于103次的應(yīng)力近似的當(dāng)作靜應(yīng)力處理變應(yīng)力載荷可以分為隨機(jī)變應(yīng)力和非隨機(jī)變應(yīng)力隨機(jī)變應(yīng)力：變化沒(méi)有一定的規(guī)律、變化情況未知。非隨機(jī)變應(yīng)力：按一定規(guī)律變化的應(yīng)力。非隨機(jī)變化應(yīng)力又可分為： i.穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力(stable cycle varying stress)平均應(yīng)力m ，應(yīng)力幅a以及周期T都不隨時(shí)間變化的應(yīng)力。 ii.非穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力m , a , T 之一隨時(shí)間變化的應(yīng)力。機(jī)械零件的應(yīng)力一般都可以理解為穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力。它可以進(jìn)一步分為： i.非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力 (non-symmetric cycle varing stress

6、) ii.對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力(symmetric cycle varing stress ) iii.脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力(pulsation cycle varying stress) 設(shè)穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力的最大值為max、最小值min，規(guī)定：平均應(yīng)力 應(yīng)力幅應(yīng)力循環(huán)特性當(dāng)max與min同號(hào)時(shí)取“”時(shí)，否則取“_”)(21minmaxmmaxmin1()2aamamrmaxmin工程上常見(jiàn)的典型應(yīng)力有：1.r=1為靜應(yīng)力，其中a=0, max=min=m2.r=-1為對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力，其中max=a=-min ,m=03.r=0為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，其中m=a=max/2, min=0當(dāng)r為0、1、1以外的任意小于

7、1的實(shí)數(shù)時(shí)，為非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力。注意：由于機(jī)械零件的失效形式及疲勞極限應(yīng)力與應(yīng)力類(lèi)型有關(guān)，因此，在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)弄清楚機(jī)械零件所受的應(yīng)力的應(yīng)力類(lèi)型。2.3.3 機(jī)械零件的整體強(qiáng)度與表面強(qiáng)度整體強(qiáng)度(solid strength) :按體積應(yīng)力計(jì)算的零件強(qiáng)度,又稱(chēng)體積強(qiáng)度(volume strength)。體積應(yīng)力：機(jī)械零件受載荷作用時(shí)，在零件內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力。如拉伸應(yīng)力(tensile stress)壓縮應(yīng)力(compressive stress)彎曲應(yīng)力(bending stress)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力(torsional stress)剪切應(yīng)力(shearing stress)極限應(yīng)力(ult

8、imate stress) lim , lim 極限應(yīng)力常為材料的:強(qiáng)度極限（靜應(yīng)力）b , b 屈服極限（靜應(yīng)力）s , s 疲勞極限（變應(yīng)力）r , r 蠕變極限（熱應(yīng)力） 與應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)的材料的斷裂韌性。 材料的極限應(yīng)力 靜應(yīng)力狀態(tài) 脆性材料取抗拉強(qiáng)度極限b , b 塑性材料取屈服極限 s , s 變應(yīng)力狀態(tài) 脆性材料 均取疲勞極限 rN 塑性材料表面強(qiáng)度(surface strength)：按表面應(yīng)力計(jì)算的零件強(qiáng)度。表面應(yīng)力：在零件表面接觸處產(chǎn)生的垂直于表面的應(yīng)力，包括擠壓力(extrusion stress),接觸應(yīng)力(contact stress)lim , lim分別為材料的極限

9、正應(yīng)力、極限剪切應(yīng)力、對(duì)塑性材料為屈服極限(s,s) ，對(duì)脆性材料為強(qiáng)度極限(b,b) Slim Slim2.3.4 靜應(yīng)力的強(qiáng)度計(jì)算在靜應(yīng)力的作用下，機(jī)械零件的失效形式主要是斷裂和塑性變形，相應(yīng)的強(qiáng)度條件可以表示如下）許用安全系數(shù)材料的極限應(yīng)力許用應(yīng)力（最大應(yīng)力 , 材料的許用正應(yīng)力和許用剪切應(yīng)力。S , S材料的正應(yīng)力、剪切應(yīng)力的許用安全系數(shù)（allowable safety factor)。 , 零件的工作應(yīng)力， 為正應(yīng)力，可由拉伸，彎曲，壓縮等產(chǎn)生； 為剪切應(yīng)力，可由扭轉(zhuǎn)、剪切等產(chǎn)生。SSSSlimlim 上述強(qiáng)度條件也可以用安全系數(shù)來(lái)表示： 其中S , S 分別為正應(yīng)力和剪應(yīng)力的計(jì)算

10、安全系數(shù)許用安全系數(shù)）最大應(yīng)力材料的極限應(yīng)力實(shí)際安全系數(shù)（在復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下工作的塑性材料零件（拉應(yīng)力和切應(yīng)力復(fù)合應(yīng)力），可根據(jù)第二（或第四）強(qiáng)度理論來(lái)確定其強(qiáng)度條件。 224 對(duì)于彎扭復(fù)合應(yīng)力，若按第三強(qiáng)度理論，其強(qiáng)度條件為 223 SSSSSSSsss22222或 塑性材料又近似關(guān)系s/ s 2，由此的安全系數(shù)的計(jì)算式為 對(duì)于脆性材料的零件，應(yīng)按第一強(qiáng)度理論確定強(qiáng)度準(zhǔn)則，即 sSTwwbTww2222424212.3.5 變應(yīng)力下的強(qiáng)度計(jì)算1.疲勞曲線(xiàn)與極限應(yīng)力疲勞曲線(xiàn)(fatigue curve)：表示變應(yīng)力與其循環(huán)次數(shù)N關(guān)系的曲線(xiàn)疲勞極限(fatigue limit):對(duì)任意給定的應(yīng)力循

11、環(huán)特性r，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)N次后，材料不發(fā)生疲勞破壞的應(yīng)力。以rN表示金屬的疲勞極限可以分成兩種類(lèi)型：(i) 對(duì)于大多數(shù)黑色金屬及其合金(HB=N0時(shí)，疲勞曲線(xiàn)趨于水平，此時(shí)的疲勞極限應(yīng)力用rN0表示，認(rèn)為在rN0的作用下，材料可以經(jīng)受無(wú)限多次循環(huán)。循環(huán)基數(shù)(cycle cardinal):循環(huán)次數(shù)N0稱(chēng)為循環(huán)基數(shù)(ii) 對(duì)于有色金屬和高硬合金鋼(HB350),無(wú)論循環(huán)次數(shù)N值多大，疲勞曲線(xiàn)都不能趨向水平。材料的疲勞曲線(xiàn)可以被劃分為兩個(gè)區(qū)域：其一是有限壽命區(qū)；另一個(gè)是無(wú)限壽命區(qū)區(qū)分點(diǎn)為N0對(duì)于350的鋼材，N025107。（1）無(wú)限壽命（N=N0）NN0=107次，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)特性系數(shù)r=0時(shí)，稱(chēng)為

12、脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限應(yīng)力。用0 表示)10(1)(170NrN 當(dāng)應(yīng)力循環(huán)特性系數(shù)r=-1時(shí)，稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)循環(huán)疲勞極限應(yīng)力。用 表示， 也可以簡(jiǎn)化為1式中的m為隨應(yīng)力狀態(tài)而不同的指數(shù)，它取決于材料和應(yīng)力種類(lèi)，對(duì)于鋼制零件且受拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力作用時(shí)，m=9。由上式可以求出任意循環(huán)次數(shù)N時(shí)的疲勞極限constNNmrmrN0rNmrrNKNN0 （2）有限壽命區(qū) (104NN0） 在該區(qū)內(nèi)，壽命不是無(wú)限的，故稱(chēng)為有限壽命區(qū)，其疲勞曲線(xiàn)可用下列方程表示：式中KN稱(chēng)為壽命系數(shù)對(duì)稱(chēng)循環(huán)時(shí)r=-1，則有限壽命(N=N0)時(shí)，KN=1，即極限應(yīng)力等于疲勞應(yīng)力極限1。應(yīng)力循環(huán)特性r不同時(shí)，疲勞曲線(xiàn)的形狀相似，

13、但rN不同，r越大， rN就越大，越趨于靜應(yīng)力。N102104時(shí)，屬低循環(huán)疲勞破壞，按靜強(qiáng)度處理。對(duì)于表面接觸疲勞強(qiáng)度，疲勞曲線(xiàn)方程基本相似，但指數(shù)m不同，對(duì)于鋼m=6，青銅m=8,常用材料及極限應(yīng)力的近似關(guān)系見(jiàn)表2-4例21( 課本P11)45號(hào)鋼的對(duì)稱(chēng)循環(huán)疲勞極限1 280MPa，設(shè)m=9,N0=107,求應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為106，105，104時(shí)的對(duì)稱(chēng)循環(huán)有限疲勞極限。2.極限應(yīng)力圖同一種材料在不同的應(yīng)力循環(huán)特性r下,有不同的疲勞極限r(nóng)疲勞極限r(nóng)max=a+mamamrrrtg11tgtgr11因此可以用am坐標(biāo)系來(lái)描述r和疲勞極限r(nóng)之間的關(guān)系。橫坐標(biāo)表示平均應(yīng)力m，縱坐標(biāo)表示應(yīng)力幅a.

14、。不同r下的am關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為極限應(yīng)力圖。圖中A為對(duì)稱(chēng)循環(huán)點(diǎn)（0， 1），B點(diǎn)為脈動(dòng)循環(huán)點(diǎn) (0 /2, 0 /2), F為靜應(yīng)力點(diǎn)(b, 0)對(duì)于塑性材料，ABF曲線(xiàn)可以簡(jiǎn)化為二折線(xiàn)AE和ES。直線(xiàn)AE上任一點(diǎn)C(m, a)與疲勞極限1存在下列關(guān)系22001mama0012mma100112ma1直線(xiàn)AE的方程：直線(xiàn)ES的方程：mas 為試件受循環(huán)彎曲應(yīng)力時(shí)的材料特性，又稱(chēng)為平均應(yīng)力折合為應(yīng)力幅的等效系數(shù)。它的大小表示材料對(duì)“循環(huán)不對(duì)稱(chēng)性”的敏感程度，有時(shí)也稱(chēng)為敏感系數(shù)(sensing factor)。 同理，剪應(yīng)力時(shí)為。 對(duì)于碳素鋼 0.10.2， 0.050.1 對(duì)于合金鋼 0.20.3，

15、 0.10.15（1）應(yīng)力集中對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響零件幾何形狀引起的應(yīng)力集中有效應(yīng)力集中系數(shù)K ：材料、尺寸和受載荷情況都相同的一個(gè)無(wú)應(yīng)力集中試件和一個(gè)有應(yīng)力集中試件的疲勞極限比值。kkKK1111， 式中1 ，1，(1)K ，(1)K分別表示無(wú)應(yīng)力集中和有應(yīng)力集中時(shí)試件的疲勞極限。 3.影響零件疲勞強(qiáng)度的因素（2）絕對(duì)尺寸對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響 隨著零件截面尺寸的增大，金屬機(jī)械性能的不均勻性增加和組織上的缺陷增多，使疲勞裂紋擴(kuò)展的不良影響更顯著，同時(shí)隨著截面尺寸的增大，機(jī)械加工后的表面冷作硬化層相對(duì)較薄，這些使疲勞極限降低。 絕對(duì)尺寸系數(shù)： 直徑為d的任意大小試件的疲勞極限 (1 )d與直徑為

16、給定值d0=610mm的試件的疲勞極限（ 1 )d0 比值001111dddd當(dāng)其它因素相同時(shí)，零件的表面越粗糙，其疲勞強(qiáng)度越低。通常用表面質(zhì)量系數(shù)來(lái)表示。011式中:分子表示某種表面質(zhì)量下試件的疲勞極限。 分母表示精拋光表面的試件的疲勞極限。（3）表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響試驗(yàn)表明，應(yīng)力集中，絕對(duì)尺寸和表面質(zhì)量只對(duì)應(yīng)力幅有影響，可以用綜合影響系數(shù)(K)D，(K)D來(lái)反映這些因數(shù)的綜合影響。KKKKDD 當(dāng)其它條件相同時(shí)，鋼的強(qiáng)度越高，綜合影響系數(shù)越大，故對(duì)高強(qiáng)度鋼制造的零件，必須特別注意減少應(yīng)力集中和提高表面質(zhì)量。4.穩(wěn)定變應(yīng)力下零件的強(qiáng)度(1) 對(duì)稱(chēng)循環(huán)變化、單向應(yīng)力實(shí)際安全系數(shù)按下式計(jì)

17、算其中a,a 為工作應(yīng)力幅。(2) 對(duì)稱(chēng)循環(huán)變化、復(fù)合應(yīng)力機(jī)械零件通常是用塑性材料制成的，可按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)彎扭復(fù)合應(yīng)力，并近似取取-1/-12，其強(qiáng)度條件為aDaDKSKS11實(shí)際安全系數(shù) 復(fù)合應(yīng)力安全系數(shù) SKKaDaD122112221121aDaDKKS22SSSSS這種情況下，零件的強(qiáng)度不僅決定于應(yīng)力幅和平均應(yīng)力的大小，而且還決定于兩者在變化過(guò)程中的關(guān)系。工程上有三種典型的變化規(guī)律：簡(jiǎn)單加載： r=常數(shù)復(fù)雜加載： m=常數(shù)或min=常數(shù)工程上絕大多數(shù)情況下，應(yīng)力都屬于簡(jiǎn)單加載情況。(3) 非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變化、單向應(yīng)力如上圖2-4中的C點(diǎn)，如果m和lim按曲線(xiàn)1的規(guī)律變化，那

18、么極限點(diǎn)在C1；如果按曲線(xiàn)2變化，則極限點(diǎn)在C2點(diǎn)，由此可見(jiàn)雖然工作點(diǎn)相同，但是極限點(diǎn)卻不同，C點(diǎn)在這兩種變化規(guī)律下的安全系數(shù)也不同。amamconstrconstrrtgma11由于簡(jiǎn)單加載, r=常數(shù)，變化規(guī)律是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線(xiàn)0CC2。當(dāng)零件工作應(yīng)力點(diǎn)C（m，a）處于OAE區(qū)時(shí)，作射線(xiàn)oc并延長(zhǎng)與直線(xiàn)AE相交于C2(m,a)點(diǎn) ，它必須滿(mǎn)足下列兩個(gè)等式因?yàn)?和則從這些公式中可以得出最大應(yīng)力時(shí)的安全系數(shù) 最大極限應(yīng)力 最大工作應(yīng)力maS1maxmaxmamaxmamax1am mmaamaxmax1002應(yīng)力集中，絕對(duì)尺寸，表面狀態(tài)只對(duì)應(yīng)力幅有影響，記入這三個(gè)因素后，則式（219）稱(chēng)為

19、式中ae，ae 為等效應(yīng)力幅。aemaDaemaDKSKS1111(4) 非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變化、復(fù)合應(yīng)力對(duì)于塑性材料用式(2-18)計(jì)算安全系數(shù)，要注意的是S,S應(yīng)按式（2-20）計(jì)算。在計(jì)算疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)注意：（1）當(dāng)工作應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)NN0時(shí)，則上述各公式中的-1, -1均應(yīng)乘以壽命系數(shù)KN 對(duì)于HB=350的鋼,N0= 25*107 當(dāng)N=N0,KN=1;mNNNK0(2)當(dāng)工作點(diǎn)位于圖2-5OES區(qū)域時(shí)，還要按最大應(yīng)力 驗(yàn)算靜強(qiáng)度。mamax例22 合金鋼10CrMnTi的屈服極限s=950MPa,疲勞極限1=550MPa，試?yán)L制其簡(jiǎn)化極限應(yīng)力圖，并求循環(huán)特性r=-0.5時(shí)的極限應(yīng)力。非簡(jiǎn)

20、單加載安全系數(shù)1. 平均應(yīng)力為常數(shù)maDmDNmaDmDNkkkSkkkS)()()()(11maSmaSSSCCmm2. 最小應(yīng)力為常數(shù)CCminminmaDDNmaDDNkkkSkkkS2)()(22)()(2min1min1maSmaSSS22(5) 單向規(guī)律性不穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力下零件的強(qiáng)度計(jì)算不穩(wěn)定變應(yīng)力： m , a , T 之一隨時(shí)間變化的應(yīng)力。不穩(wěn)定變應(yīng)力由規(guī)律性和非規(guī)律性?xún)深?lèi)規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力可根據(jù)疲勞損傷累集假說(shuō)，應(yīng)用等效概念使之轉(zhuǎn)化為相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定變應(yīng)力予以計(jì)算。a.疲勞損傷累積假說(shuō)（Miner假說(shuō)） 疲勞累積假說(shuō)認(rèn)為，材料每受到一次變應(yīng)力的作用，都會(huì)造成一定的損傷，累積到一定數(shù)量

21、，將會(huì)使材料發(fā)生疲勞破壞，其材料的損傷率分別為：而零件達(dá)到疲勞破壞時(shí)，各壽命損傷率之和等與1，即1332211NNNNNN，332211NNNNNN即 （221）此式稱(chēng)為疲勞累積假說(shuō)。由式（25）得代入（221） 或110nimiriNN01NNmrniimi11niiiNNmiriNN0當(dāng)在各應(yīng)力下工作未達(dá)到疲勞極限時(shí)，則上式應(yīng)寫(xiě)成01NNmrniimib.等效穩(wěn)定變應(yīng)力不穩(wěn)定變應(yīng)力也可用一疲勞效果相等的等效穩(wěn)定變應(yīng)力e來(lái)代替圖27(a)的應(yīng)力譜,通常選用不穩(wěn)定變應(yīng)力中數(shù)值最大或者作用時(shí)間最長(zhǎng)的變應(yīng)力作為等效應(yīng)力圖中取e1，設(shè)與相應(yīng)的等效循環(huán)次數(shù)為Ne,則有 （等效公式）由上式可得：當(dāng)循環(huán)次

22、數(shù)為Ne時(shí)，有圖27(b)可知其相應(yīng)的等效疲勞極限為re,由疲勞曲線(xiàn)可知emeniimiNN1niimemieNN1式中KN為不穩(wěn)定變應(yīng)力下的壽命系數(shù)，(Ne=N0)。對(duì)稱(chēng)循環(huán)r=-1,即-1e=KN -1,故受對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力的零件，安全系數(shù)為eDeeDeKSKS1101NNmrniimirNmerreKNN0meNNNK0綜上所述，單項(xiàng)規(guī)律性不穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力下零件強(qiáng)度的計(jì)算，核心問(wèn)題是利用Miner假說(shuō)和疲勞曲線(xiàn)方程求得等效的極限應(yīng)力re以及等校循環(huán)次數(shù)Ne。非對(duì)稱(chēng)，非穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力的零件，安全系數(shù)為aeemaDeaeemaDeKSKS1111例2-3 一轉(zhuǎn)軸受規(guī)律性不穩(wěn)定對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力，如圖

23、2-8所示，轉(zhuǎn)軸工作時(shí)間th=200，轉(zhuǎn)速n=100r/min,材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為200HB, -1=270MPa, (K)D=2.5, S=1.5, 求壽命系數(shù)KN,等效疲勞極限-1e和實(shí)際安全系數(shù)S 。例例2-4 452-4 45鋼調(diào)質(zhì)后的機(jī)械性能為鋼調(diào)質(zhì)后的機(jī)械性能為-1-1=307MPa, =307MPa, m m=9, =9, N0=5N0=5* *10106 6, ,現(xiàn)以此材料作試件進(jìn)行試驗(yàn)，以對(duì)稱(chēng)循環(huán)變現(xiàn)以此材料作試件進(jìn)行試驗(yàn)，以對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力應(yīng)力1 1=500MPa=500MPa作用作用10104 4次，次， 2 2=400MPa=400MPa作用作用10105 5次，試次，試計(jì)算該試件在次條件下的安全系數(shù)計(jì)算值。若以后再計(jì)算該試件在次條件下的安全系數(shù)計(jì)算值。若以后再以以2 2=350MPa=350MPa作用于試件，還能再循環(huán)多少次才會(huì)使試作用于試件，還能再循環(huán)多少次才會(huì)使試件破壞件破壞？ ( (K K) )D D=1=1 小結(jié)基本要求機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì) 對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的要求和零件