m 1NN m 1N0C
材料应的力持应循久力环疲循N劳次环极时基限，数 材料的疲劳极限。
对应于循环次数N的弯曲疲劳极限：1N
1m
N0 N
★式 许对用中 称应m C 循力－ ： － － 环1N：－ － － [－ 1不 常 ]对 随 数 k应 S应 ； 1 于 力的 尺表N 循 应状 寸的 面力幂 系环 状集态 疲 数态中指 次 系系变 劳 数数数 数 化 极 。限 ；
应力幅
a
max
min 2
循环特性 r min max
max min m a 0
r min 1 max
静应力
对称循环
1.应力种类 变应力 周期性变应非 脉 力对 动成 循性 环循环
非周期性变应力
平均应力
m
max
min 2
应力幅
a
max
min 2
循环特性 r min max
脉动循环
：[0]
0
k S
§6-3 机械零件的接触强度
1. 失效形式：疲劳点蚀
机械零件在载荷重 复作用下，首先在表层 内产生初始疲劳裂纹， 然后裂纹逐渐扩展， （如有润滑油，则被挤 进裂纹中产生高压，使 裂纹加快扩展）最终使 表层金属呈小片状剥落 下来，而在零件表面形 成一些小坑。
后果：1、损坏零件的光滑表面； 2、减小了接触面积，降 低承载能力; 3、引起振动和噪声 。
机械零件设计概论
基本要求：理解机械零件设计的基本要求、机械 零件的工作能力、计算准则、材料选 择的一般要求；了解机械零件的工艺 性、公差与配合及其标准的意义。
重 点：机械零件的工作能力和整体强度；机 械零件的接触强度。
§9-1 机械零件设计概述
★机械零件设计应满足的基本要求：工作可靠、成本低廉。
★机械零件的失效：由于某种原因不能正常工作的现象。
•载荷的类型：动静载载荷荷
名义载荷：在理想的平稳工作条件下作用在零件 上的载荷。 载荷系数
计算载荷： 计算载荷=K×名义载荷
不随时间变化的应力。
静应力
对称循环
1.应力种类 变应力 周期性变应非 脉 力对 动成 循性 环循环
非周期性变应具力 有周期性的变应力 。
随时间变化的应力。
平均应力
m
max
min 2
★机械零件设计的一般步骤:
1、拟定零件的计算简图； 2、确定作用在零件上的载荷； 3、选择合适的材料； 4、根据零件可能出现的失效形式，选用相应的判定条件，确定零件
的形状和主要尺寸； 5、绘制工作图并标注必要的技术条件。 注意:
1、通过设计计算出的零件尺寸一般并不是最终采用的数值，设计 者还要根据制造零件的工艺要求和标准、规格加以圆整；
机械零件的失效形式： 破坏性失效和非破坏性失效 1、断裂或塑性变形 2、过大的弹性变形 3、磨损 4、强烈的振动 5、其他：联接的松弛；摩擦传动的打滑等
§9-1 机械零件设计概述
★机械零件设计应满足的基本要求：工作可靠、成本低廉。
★机械零件的失效：由于某种原因不能正常工作的现象。
★机械零件的工作能力：在不发生失效的条件下，零件所能 安全工作的限度。 载荷——称为承载能力 磨损——称为耐磨性 振动——称为稳定性
max min a r min 1
max
静应力
对称循环
1.应力种类 变应力 周期性变应非 脉 力对 动成 循性 环循环
非周期性变应力
平均应力
m
max
min 2
应力幅
a
max
min 2
循环特性 r min max
max min r min
max
静应力
对称循环
－－曲率半径；
－－材料的泊松比；
E－－材料的弹性模量。
机械零件的接触强度
1. 失效形式：疲劳点蚀 2. 接触应力的计算
H
11
Fn
b1 1 122源自1 22E1E23. 接触疲劳强度的判定条件 HH，HS HH lim
式 中 H： li m实 验 测 得 的 疲材 劳料 极的 限接 ；触
变应力下的许用应力
★变应力下零件的失效形式：疲劳断裂
★疲劳断裂 特征：
1、疲劳断裂的最大应力＜材料的屈服极限； 2、疲劳断口均表现为无明显塑性变形； 3、断口上明显地有两个区域：光滑区、粗糙区； 4、疲劳断裂是损伤的积累的结果。
★疲劳曲线
1、应力越小，能经受的循环次数越多。
2、疲劳曲线的左半部（N≤N0），可 用下列方程表示：
非周期性变应力 脆塑性材料σBS
2.
许
用
应
力 变 静
应 应
力 力
下 下
的 的
许 许
用 用
应力
应力
min
S
S1.2~1.5
3.安
全
系 静数应
力
下
的
安 塑 脆全性 性系材 材 或 数 SS料 料 31~ .54~2.5
变 应 力 下 的 安 S 全 1 .3 ~ 系 1 .7 或 数S 1 .7 ~ 2 .5
2、在一般机器设计中，只有一部分零件是通过计算确定其形状和 尺寸的，而其余的零件则仅根据工艺要求和结构要求进行设计 ；
3、设计工作是一个反复进行的过程，经过多次修改方案，改变设 计参数，才能得到比较合理的结果。
§6-2 机械零件的强度
•计算准则 :
， lim
S
， lim
S
•载荷：作用在零件上的 外力或外力矩。
§9-1 机械零件设计概述
★机械零件设计应满足的基本要求：工作可靠、成本低廉。 ★机械零件的失效：由于某种原因不能正常工作的现象。
★机械零件的工作能力：在不发生失效的条件下，零件所能 安全工作的限度。
★机械零件设计的计算准则：计算量≤许用量 例如：强度判定条件：工作应力≤许用应力 刚度判定条件：变形量≤许用变形量
1.应力种类 变应力 周期性变应非 脉 力对 动成 循性 环循环
非周期性变应力
平均应力
m
max
min 2
应力幅
a
max
min 2
循环特性 r min max
max 0、 min 0
a
m
max 2
r min 0 max
静应力
对称循环
1.应力种类 变应力 周期性变应非 脉 力对 动成 循性 环循环
§6-3 机械零件的接触强度
1. 失效形式：疲劳点蚀
2. 接触应力的计算
由弹性力学知，当两个轴
线平行的圆柱体相互接触并受
压时，其接触面积为一狭长矩
形，最大接触应力发生在接触
区中线上，其值为:
H
11
Fn
1 2
b 1 12 1 22
E1
E2
式中：
－－最大接触应力；
H
b －－接触长度；
Fn－－作用在圆柱体上的 载荷；