1、強度準則(zé)
規定機械零件的工作中內應力σ不超過抗剪強度[σ]。
σlim——極限內應力,對受靜應力的延性原材料取其屈服極限(xiàn),對受靜內應力的(de)塑性材(cái)料(liào)取其強度極(jí)限(xiàn),對受變(biàn)內應力的零(líng)取其(qí)疲勞強度。
S——安全性能。
2.剛度準則
機械零(líng)件在受負載時(shí)要產生彈性變形,剛度是受外力的原材料、機械零件或構(gòu)造(zào)抵禦形變的工作能力。原(yuán)材料的剛度由使其造成企業形變需要的(de)外力作用值來度量。機械零件的剛度(dù)在於它的彈性模具E或切變模量G、幾何圖形外形(xíng)和規格,及其外力的作用方式(shì)等。剖析機械零件的剛度是機(jī)械結構設計中的一項主要工作中。針對一些必須嚴苛限定形變的零件(如飛機翼、車床主軸等),須根據剛度剖析來(lái)操縱形變。大家還必須根據操縱零件的剛度以預防產生(shēng)震動或失(shī)衡。此外,如扭簧,須根據調節其剛度為某一有效值以保證其特殊作用。剛度準則是規定零件受負載後(hòu)的彈性(xìng)變形(xíng)量不(bú)得(dé)超過容(róng)許彈性變形量。剛度準則的(de)關係式為
y是彈性變形(xíng)量,如撓度值、豎向伸展(zhǎn)(減少):[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(lǐ)論測算或經試驗獲得,許用形變量則在於零件的(de)主要用(yòng)途,依據(jù)概念剖析或工作經驗明確。
3.耐熱性準則
因為磨擦等緣故(gù),機械設備在運行時,機械零件和潤滑液的氣溫一般會上升(shēng)。過高的操作溫度將造成潤(rùn)滑油實際效果降低(dī),與此同時,還會繼續(xù)造成零(líng)件的熱形變、強度(dù)和強度降(jiàng)低,乃至毀(huǐ)壞。如在高溫度時,金屬材料機械(xiè)零件很有可能產生膠合板、卡住;塑膠(jiāo)等非金屬(shǔ)材料機械零件很有可能產生變軟,乃至融化等,在一(yī)些場所還會繼續造成內應(yīng)力。耐熱性準則一般是操(cāo)縱機械零件的操作溫(wēn)度不必超出許用值,以確保零部件(jiàn)一切正常工作中,其(qí)關係式是
為了更好地改進排熱特性、操縱升溫,必需時可以選用風冷或氣冷等對策。
機(jī)械零件的設計原則要(yào)求(qiú)
4.震動穩定性(xìng)準則
當鼓勵的頻率相當於物件固有頻率時,物體震幅較大,鼓勵的次數與固有頻率相距越大,物件的震幅越小。鼓勵的頻率貼近物件的固有頻率時,受迫振動的波動會非常大,這種情況稱(chēng)為共(gòng)振。震動穩定性指機械零件在設備運行時防止產生共振的質量。
為了(le)更好地增加設備的壽命,為了防(fáng)止軸和機器(qì)設備(bèi)的毀壞(huài),靈驗算(suàn)軸的震動穩(wěn)定性,尤其是快(kuài)速設備(bèi)的軸。震動穩定性準則規定機械零件的固(gù)有頻率(lǜ)應與鼓勵的頻率分開,確保不產生共振(zhèn)。
設設備中受鼓勵功效的零部件的固有頻率為(wéi)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(jī)械零件的剛度(dù)和品質可以更改其固(gù)有頻(pín)率。擴大機(jī)械零件的剛度和減少其品質,提升其固有頻率;減少機械零件的剛度和擴大其品質則(zé)減少機械零件的(de)固有頻率(lǜ)。有時候,設備運行(háng)時(shí)為了避免共振要調整轉速比。
軸造成共振的首要因素是:因為原材(cái)料內部結構品質不勻稱,加上生產製造和安裝的偏差,使其形心和它的旋轉中心造成誤差,軸轉(zhuǎn)動時(shí)造成慣性力矩,這(zhè)一(yī)慣性力矩使電機轉(zhuǎn)子作逼迫震動。軸在造成(chéng)共振時(shí)的速(sù)率稱之為臨界值速率。在(zài)臨界值速率下,這一慣(guàn)性力矩的頻率相當於或好幾倍於電機轉(zhuǎn)子的固有頻率,因而(ér)產生共振。
5.壽命準則
為了確保設備在一定壽命期內一切正常(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(yào)求。必須表明,在設備壽命期內,零件是可以替換的,換句話說一些機械零件的壽命可以比設備的(de)壽命短。機械零件的壽命關鍵受原材料的疲憊、損壞和浸蝕危害(hài)。
為(wéi)了防止(zhǐ)產生零件疲憊引發的無效,如疲憊破裂,應(yīng)依據(jù)機械零件壽命相匹配的疲勞(láo)強度測算疲勞極限。即依(yī)據壽命規定,融合零件轉速比等詳細情況,依據式(3-6),測算出內應力循環係統的次數為N時的疲勞強度,再帶入強度標準式,測算疲勞極限。當達到疲勞極限時,可以確保機械零件在(zài)毀壞前的內應力(lì)循環係統頻次做到壽命規定。