1、強(qiáng)度準則
規定機械零件的工作中內應(yīng)力σ不超過(guò)抗剪強度[σ]。
σlim——極限內應力,對受靜應力的(de)延性(xìng)原材料(liào)取其屈服極限,對受靜內應力的塑性材料取(qǔ)其強度極限(xiàn),對受變內應力的零取其疲勞強度。
S——安全性能。
2.剛度準則
機械零件在受負載時要產生彈性變形,剛度是受外力的原材料(liào)、機械零件或構(gòu)造抵禦形變的工作能力。原材料的剛度由使其造成企業形變需要的外力作用值來度量(liàng)。機械零件(jiàn)的剛(gāng)度在於它的彈性模具E或切變模量G、幾何圖形外形和規格,及其(qí)外力的作用方式等。剖析機械零件的剛度是機械結構設計中的一項主要工作中。針對一(yī)些必須嚴苛限定形(xíng)變的零件(jiàn)(如飛機翼、車床主軸等),須根據剛度剖析來操縱形變。大家還必須根據(jù)操縱零件的剛度(dù)以預防產生震動或失衡。此外,如扭(niǔ)簧,須(xū)根據調節其剛度為某(mǒu)一有效值(zhí)以保證(zhèng)其特殊作用。剛度準則是規(guī)定零件受負載後的彈性變形量不得(dé)超過容許彈性變形量。剛度準則的關係式為
y是彈(dàn)性變(biàn)形量,如撓度值、豎(shù)向伸展(減少(shǎo)):[y]為相對應的許用彈性變形量。零件的彈性變形量可由基礎理論測算或經試驗獲得,許用形變量則在於零(líng)件的主要用途,依據概念剖析或工作經驗明確。
3.耐(nài)熱性準(zhǔn)則
因為磨擦等緣故,機械設備在運行時,機械零件和潤滑液的氣溫一般會上升。過高的操作溫度將造成潤滑(huá)油實際效果降低,與此同時,還(hái)會繼續造成零件(jiàn)的熱形變、強度(dù)和強度降低,乃至毀(huǐ)壞(huài)。如在高(gāo)溫(wēn)度時,金屬材料機械零件很有可能產生膠合板、卡住;塑膠(jiāo)等非金屬材料機械零件很有可能產生變軟(ruǎn),乃(nǎi)至(zhì)融(róng)化等,在一些場所還(hái)會繼續造成內應力。耐熱(rè)性(xìng)準則一般是操縱機械零件的操作溫度(dù)不必(bì)超出許用值(zhí),以確保零部件一切正(zhèng)常工作中,其關係式是
為了(le)更(gèng)好(hǎo)地改進排熱特性、操縱升溫,必需時可(kě)以選用風冷或氣冷(lěng)等對策(cè)。
機械零件的設計原(yuán)則要求(qiú)
4.震動穩(wěn)定性準(zhǔn)則
當鼓勵的(de)頻率相當於物件(jiàn)固有頻率時,物體(tǐ)震幅較大,鼓勵的次數與固有頻率相(xiàng)距越大,物件的震幅(fú)越小。鼓勵的頻率貼近物件(jiàn)的固有頻率時,受迫振動的波動會非常大,這(zhè)種(zhǒng)情況稱為共振。震動穩定性指機(jī)械零件在設備運行時防止產生共振的質量。
為了(le)更好(hǎo)地增加設備的壽命,為了防止軸和機器設備的毀壞,靈驗(yàn)算軸的震動穩定性,尤其是快速設備(bèi)的軸。震動穩(wěn)定性準則規定機械零件(jiàn)的固有頻率應與鼓勵的(de)頻率分開,確保不產生共振。
設設備中受鼓勵功效的零部件的固有頻率(lǜ)為f,鼓勵力的工作頻率為fp,一般規定fp<0.85f或fp>1.15f
更改機械零件的剛度和品質可以更改其(qí)固有頻率。擴大機械零件的剛度(dù)和減少其品質,提升其固有頻率;減少機械(xiè)零件的剛度(dù)和(hé)擴大其品質則減(jiǎn)少機械零件的固有頻率。有時候(hòu),設備運(yùn)行時為了避免共振要(yào)調整(zhěng)轉速比。
軸造成共振的首要因素(sù)是:因為原材料(liào)內部結構品質不勻稱,加上生產製(zhì)造和安裝的偏差,使其形心和它的旋轉中心造(zào)成誤差,軸轉動時造成慣性力矩,這一慣性力矩使電(diàn)機轉子作逼迫震動。軸在造成共振時的速(sù)率稱之為臨界值速率。在臨界(jiè)值速率下,這一(yī)慣性力矩的頻率相當於或好幾倍於電機轉子的固有頻率,因而產生(shēng)共振。
5.壽命準則
為了確保設備在一定壽(shòu)命(mìng)期內一(yī)切正常(cháng)工作中,在設計方案機械零件時不可避免要對機械零件的壽命提出要求。必須表明,在設備壽命期內,零件是可以(yǐ)替換的,換(huàn)句話說一些機械零件的壽命可以比設備的壽命短。機械(xiè)零件的壽命關鍵受原材料的疲憊、損壞和浸蝕(shí)危害。
為了防止產生零件疲憊引發的無效,如疲憊(bèi)破裂,應依(yī)據機械零件壽命相匹配的疲勞強度測(cè)算疲勞極限。即依(yī)據壽(shòu)命規定(dìng),融合零(líng)件(jiàn)轉速比等詳細情況,依據式(shì)(3-6),測算出內應力循環(huán)係統的次數為N時(shí)的疲勞強度,再帶入強度(dù)標準(zhǔn)式,測(cè)算疲勞極限。當達(dá)到疲勞極限時(shí),可以確(què)保機械零件在毀壞前的內應力循(xún)環係統頻次做到壽命規定。