保证机械零部件具有正常的功能,避免机械零件的失效。 失效指机械零部件具有正常的功能,避免机械零件的失效。失效指机械零部件推动了设计所赋予功能的状态。
零件的失效与制造零件材料、零件工作环境、工作应力状态有关、设计上为保证零件的预期功能,需要所垢零件在强度、刚度、稳定性、摩擦、温度等方面满足设计基本要求。
1、刚度。零件在工作时所产生的弹性或塑性变形不应超过允许的限度。当变形过大就会影响自动门工作性能的零件(如两翼旋转门四个承受主要载荷的轮轴、导轨等),因此除了要做强度计算外,还要做刚度计算。零件的风度分为整体变形刚度和表面接触刚度两种。前者指零件在载荷作用下的伸长、缩短、扭转等弹性变形的程度;后者指零件接触表面上的微观凸峰。提高刚度的办法是增加截面尺寸或增大截面的惯性矩,增大支承面积可提高接触刚度。
2、正常工作条件引起的失效。零件只有在一定的外部环境条件下才能正常工作,否则会引起失效。例如齿轮和轴承要在润滑条件下工作;高温和低温均会大幅降低零件的承载能力。
3、强度。零件在工作中发生断裂或不允许的残余变形都属于强度不足。强度不足导致的失效分为整体失效和表面失效。前者指如齿轮轮齿根部的折断;后者指如齿轮齿面塑性变形。为提高零件的强度就采用强度高的材料,增加零件的截面尺寸,采用热处理和化学处理方法,以提高材料的力学性能。大部分机械零件均在变应力条件下工作,因而疲劳是旨趣零件失效的主要原因。在设计零件时应注意影响疲劳的因素,如应力集中、零件表面品质及环境状况等。
4、表面破坏。零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳。这些表面破坏是随时间的延续而逐渐发生的失效形式。对于遭受这种和零件应选用耐腐蚀材料或采用各种防腐蚀性能。