机械设计专题知识专业知识讲座.ppt

,退出,下一页,上一页,课间休息,音乐欣赏,补充材料,写字板,幽默笑话,Flash欣赏,本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,材料不同，应力集中的敏感性不同。强度极限愈高的钢材，应力集中越敏感，铸铁则迟钝很多。,常用有效应力集中系数k,、k,来考虑应力集中对疲劳强度的影响。,理论应力集中系数,材料的敏感系数,附表3-1,附表3-2,附表3-3,附图3-1,注意,：若在同一截面上同时有几个应力集中源时，应采用其中最大有效应力集中系数进行计算。,附表3-4、3-5,附表3-6、3-7,其它应力集中系数见,二、尺寸效应,零件尺寸越大，疲劳强度越低，称为尺寸效应。,其原因是因为尺寸大时，材料晶粒粗，出现缺陷的概率多，机加工后表面冷作硬化层相对较薄，疲劳裂纹容易形成。,对于受弯曲和转矩的零件，疲劳强度随尺寸增大而降低的现象还与零件截面上承受非均匀分布的应力剃度有关，如右图所示。,显然，直径较大的试件更容易发生破坏。,尺寸系数愈小表示疲劳强度降低愈大。,通常用 、表示零件的尺寸系数。,附图3-3,附图3-2,螺纹联接件的尺寸系数（因截面为圆形，故只有尺寸影响）见下表：,0.50,0.52,0.54,0.57,0.60,0.63,0.68,0.71,0.76,0.81,1,80,72,64,56,48,40,32,28,24,20,16,直径,d/mm,对于轮毂或滚动轴承与轴以过盈配合相联接时，可按 求出其有效应力集中系数与尺寸系数的比值 。如缺乏试验数据，设计时可取 。,附表3-8,三、表面状态的影响,零件表面质量（主要指表面粗糙度，表面粗糙度参数值越小疲劳强度越高）对疲劳强度的影响，通常用 、表示表面状态的影响程度。,1、表面质量,附图3-4,2、表面处理,表面处理对疲劳强度影响用强化系数 表示。,附表3-9,附表3-10,附表3-11,则零件的极限应力图为：,综合考虑上述三个主要方面，则可获得综合影响系数K,：,A,D,G,C,O,简 图,应力,公称应,力公式,（拉伸、弯曲）或 （扭转剪切）,拉,伸,r/d,D/d,2.00,1.50,1.30,1.20,1.10,1.05,1.03,1.02,1.01,0.04,2.70,2.37,2.15,1.94,1.70,0.10,2.45,2.39,2.33,2.27,2.18,2.01,1.81,1.68,1.58,1.42,0.15,2.08,2.04,1.99,1.95,1.90,1.78,1.64,1.55,1.47,1.33,0.20,1.86,1.83,1.80,1.77,1.73,1.65,1.54,1.46,1.40,1.28,0.25,1.72,1.69,1.67,1.65,1.62,1.55,1.46,1.40,1.34,1.24,0.30,1.61,1.59,1.58,1.55,1.53,1.47,1.40,1.36,1.31,1.22,D,d,r,附表3-1 轴上环槽处的理论应力集中系数,返回,下一页,简 图,应力,公称应,力公式,（拉伸、弯曲）或 （扭转剪切）,弯,曲,r/d,D/d,2.00,1.50,1.30,1.20,1.10,1.05,1.03,1.02,1.01,0.04,2.83,2.79,2.74,2.70,2.61,2.45,2.22,2.02,1.88,1.66,0.10,1.99,1.98,1.96,1.92,1.89,1.81,1.70,1.61,1.53,1.41,0.15,1.75,1.74,1.72,1.70,1.69,1.63,1.56,1.49,1.42,1.33,0.20,1.61,1.59,1.58,1.57,1.56,1.51,1.46,1.40,1.34,1.27,0.25,1.49,1.48,1.47,1.46,1.45,1.42,1.38,1.34,1.29,1.23,0.30,1.41,1.41,1.40,1.39,1.38,1.36,1.33,1.29,1.24,1.21,D,d,r,附表3-1 轴上环槽处的理论应力集中系数,返回,下一页,上一页,简 图,应力,公称应,力公式,（拉伸、弯曲）或 （扭转剪切）,扭,转,剪切,r/d,D/d,2.00,1.30,1.20,1.10,1.05,1.02,1.01,0.04,1.97,1.93,1.89,1.85,1.74,1.61,1.45,1.33,0.10,1.52,1.51,1.48,1.46,1.41,1.35,1.27,1.20,0.15,1.39,1.38,1.37,1.35,1.32,1.27,1.21,1.16,0.20,1.32,1.31,1.30,1.28,1.26,1.22,1.18,1.14,0.25,1.27,1.26,1.25,1.24,1.22,1.19,1.16,1.13,0.30,1.22,1.22,1.21,1.20,1.19,1.17,1.15,1.12,D,d,r,附表3-1 轴上环槽处的理论应力集中系数,返回,上一页,简 图,应力,公称应,力公式,（拉伸、弯曲）或 （扭转剪切）,拉,伸,r/d,D/d,2.00,1.50,1.30,1.20,1.15,1.10,1.07,1.05,1.02,1.01,0.04,2.80,2.57,2.39,2.28,2.14,1.99,1.92,1.82,1.56,1.42,0.10,1.99,1.89,1.79,1.69,1.63,1.56,1.52,1.46,1.33,1.23,0.15,1.77,1.68,1.59,1.53,1.48,1.44,1.40,1.36,1.26,1.18,0.20,1.63,1.56,1.49,1.44,1.40,1.37,1.33,1.31,1.22,1.15,0.25,1.54,1.49,1.43,1.37,1.34,1.31,1.29,1.27,1.20,1.13,0.30,1.47,1.43,1.39,1.33,1.30,1.28,1.26,1.24,1.19,1.12,附表3-2 轴肩圆角处的理论应力集中系数,D,d,r,返回,下一页,简 图,应力,公称应,力公式,（拉伸、弯曲）或 （扭转剪切）,弯,曲,r/d,D/d,6.0,3.0,2.0,1.50,1.20,1.10,1.05,1.03,1.02,1.01,0.04,2.59,2.40,2.33,2.21,2.09,2.00,1.88,1.80,1.72,1.61,0.10,1.88,1.80,1.73,1.68,1.62,1.59,1.53,1.49,1.44,1.36,0.15,1.64,1.59,1.55,1.52,1.48,1.46,1.42,1.38,1.34,1.26,0.20,1.49,1.46,1.44,1.42,1.39,1.38,1.34,1.31,1.27,1.20,0.25,1.39,1.37,1.35,1.34,1.33,1.31,1.29,1.27,1.22,1.17,0.30,1.32,1.31,1.30,1.29,1.27,1.26,1.25,1.23,1.20,1.14,附表3-2 轴肩圆角处的理论应力集中系数,D,d,r,下一页,上一页,返回,简 图,应力,公称应,力公式,（拉伸、弯曲）或 （扭转剪切）,扭,转,剪切,r/d,D/d,2.0,1.33,1.20,1.09,0.04,1.84,1.79,1.66,1.32,0.10,1.46,1.41,1.33,1.17,0.15,1.34,1.29,1.23,1.13,0.20,1.26,1.23,1.17,1.11,0.25,1.21,1.18,1.14,1.09,0.30,1.18,1.16,1.12,1.09,附表3-2 轴肩圆角处的理论应力集中系数,D,d,r,返回,上一页,d/D,0.0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,d/D,0.0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,3.0,2.46,2.25,2.13,2.03,1.96,1.89,2.0,1.78,1.66,1.57,1.50,1.46,1.42,附表3-3 轴上横向孔处的理论集中系数,D,d,M,M,D,d,T,T,公称扭转应力,公称弯曲应力,返回,1.75,0.88,查表过程,返回,返回,返回,抛光,磨削,精车,粗车,未加工,400,600,800,1000,1200,0.2,0.4,0.6,0.8,附图3-4 钢材的表面质量系数,返回,直径/mm,配合,B,/MPa,400,500,600,700,800,900,1000,1200,30,H7/r6,2.25,2.50,2.75,3.00,3.25,3.50,3.75,4.25,H7/k6,1.69,1.88,2.06,2.25,2.44,2.63,2.82,3.19,H7/h6,1.46,1.63,1.79,1.95,2.11,2.28,2.44,2.76,50,H7/r6,2.75,3.05,3.36,3.66,3.96,4.28,4.60,5.20,H7/k6,2.06,2.28,2.52,2.76,2.97,3.20,3.45,3.90,H7/h6,1.80,1.98,2.18,2.38,2.57,2.78,3.00,3.40,100,H7/r6,2.95,3.28,3.60,3.94,4.25,4.60,4.90,5.60,H7/k6,2.22,2.46,2.70,2.96,3.20,3.46,3.98,4.20,H7/h6,1.92,2.13,2.34,2.56,2.76,3.00,3.18,3.46,注,：滚动轴承与轴配合处的 值与表内所列H7/r6配合的 值相同；,表中无相应的数值时，可按插入法计算。,附表3-8 零件与轴过盈配合处的 值,返回,附表39 表面高频淬火的强化系数,q,试件种类,试件直径/,mm,q,无应力集中,720,1.31.6,3040,1.21.5,有应力集中,720,1.62.8,3040,1.52.5,注：表中系数值用于旋转弯曲，淬硬层厚度为0.91.5。应力集中,时，强化系数较高。,返回,化学热处理方法,试件种类,试件直径/,mm,q,氮化，氧化层厚度0.10.4mm表面硬度64HRC以上,无应力集中,8 15,1.15 1.25,30 40,1.10 1.15,有应力集中,8 15,1.9 3.0,30 40,1.3 2.0,渗碳，渗碳层厚度0.20.6mm,无应力集中,8 15,1.2 2.1,30 40,1.1 1.2,有应力集中,8 15,1.5 2.5,30 40,1.2 2.0,氧化，氰化层厚度0.2mm,无应力集中,10,1.8,附表310 化学热处理的强化系数q,返回,加工方法,试件种类,试件直径/mm,q,滚子滚压,无应力集中,7 10,1.2 1.4,30 40,1.1 1.25,有应力集中,7 20,1.5 2.2,30 40,1.3 1.8,喷 丸,无应力集中,7 20,1.1 1.3,30 40,1.1 1.2,有应力集中,7 20,1.4 2.5,30 40,1.1 1.5,附表311 表面硬化加工的强化系数,q,返回,附表3-4 轴上键槽处的有效应力集中系数,轴材料的,B,/MPa,500,600,700,750,800,900,1000,k,1.5,1.75,2.0,k,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,注：公称应力按照扣除键槽的净截面面积来求。,附表3-5 外花键的有效应力集中系数,轴材料的,B,400,500,600,700,800,900,1000,1200,k,1.35,1.45,1.55,1.60,1.65,1.70,1.72,1.75,k,矩形齿,2.10,2.25,2.36,2.45,2.55,2.65,2.70,2.80,渐开线形齿,1.40,1.43,1.46,1.49,1.52,1.55,1.58,1.60,返回,附表3-6 公称直径12mm的普通螺纹的拉压力集中系数,材料的,B,/MPa,400,600,800,1000,k,3.0,3.9,4.8,5.2,附表3-7 螺纹联接件的尺寸系数,直径,d/mm,16,20,24,28,32,40,48,56,64,72,80,1,0.81,0.76,0.71,0.68,0.63,0.60,0.57,0.54,0.52,0.50,返回,