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1、退出退出下一页下一页上一页上一页课间休息课间休息音乐欣赏音乐欣赏补充材料补充材料写字板写字板幽默笑话幽默笑话Flash欣赏欣赏3-3 3-3 影响强度因素影响强度因素一、应力集中的影响一、应力集中的影响 由于实际零件与标准试件有很大区别，影响机械零件疲劳强由于实际零件与标准试件有很大区别，影响机械零件疲劳强度的因素有应力集中、尺寸效应、表面状态、腐蚀介质、加载顺度的因素有应力集中、尺寸效应、表面状态、腐蚀介质、加载顺序和频率等等，其中以前三项较为重要。序和频率等等，其中以前三项较为重要。 理论应力集中系数：在应理论应力集中系数：在应力集中处，最大局部应力力集中处，最大局部应力max与与名义应力
2、名义应力的比值。的比值。 引起应力集中的现象：截面引起应力集中的现象：截面形状的突然变化处，如凹槽、孔、形状的突然变化处，如凹槽、孔、圆角、缺口等。圆角、缺口等。退出退出下一页下一页上一页上一页课间休息课间休息音乐欣赏音乐欣赏补充材料补充材料写字板写字板幽默笑话幽默笑话Flash欣赏欣赏 材料不同，应力集中的敏感性不同。强度极限愈高的钢材，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。应力集中越敏感，铸铁则迟钝很多。 常用有效应力集中系数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来考虑应力集中对疲劳强度的影响。影响。理论应力集中系数理论应力集中系
3、数材料的敏感系数材料的敏感系数 注意注意：若在同一截面上同时有几个应力集中源时，应采用其：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。中最大有效应力集中系数进行计算。其它应力集中系数见其它应力集中系数见退出退出下一页下一页上一页上一页课间休息课间休息音乐欣赏音乐欣赏补充材料补充材料写字板写字板幽默笑话幽默笑话Flash欣赏欣赏二、尺寸效应二、尺寸效应 零件尺寸越大，疲劳强度越低，称为尺寸效应。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，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
4、相对较薄，疲劳裂纹容易形成。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对于受弯曲和转矩的零件，疲劳强度随尺寸增大而件，疲劳强度随尺寸增大而降低的现象还与零件截面上降低的现象还与零件截面上承受非均匀分布的应力剃度承受非均匀分布的应力剃度有关，如右图所示。有关，如右图所示。 显然，直径较大的试件显然，直径较大的试件更容易发生破坏。更容易发生破坏。退出退出下一页下一页上一页上一页课间休息课间休息音乐欣赏音乐欣赏补充材料补充材料写字板写字板幽默笑话幽默笑话Flash欣赏欣赏尺寸系数愈小表示疲劳强度降低愈大。尺寸系数愈小表示疲劳强度降低愈大。 通常用通常用 、 表示零件的尺
5、寸系数。表示零件的尺寸系数。 螺纹联接件的尺寸系数（因截面为圆形，故只有尺寸影响）见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：下表：0.500.520.540.570.600.630.680.710.760.8118072645648403228242016直径直径 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求出其有效应力集中系数与尺寸系数的比值 。如缺乏试验。如缺乏试验数据，设计时可取数据，设计时可取 。退出退出下一页下一页上一页上一页课间休息课间休息音乐欣赏音乐欣赏补充材料
6、补充材料写字板写字板幽默笑话幽默笑话Flash欣赏欣赏三、表面状态的影响三、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，通常用劳强度越高）对疲劳强度的影响，通常用 、 表示表面状态的表示表面状态的影响程度。影响程度。1、表面质量、表面质量2、表面处理、表面处理表面处理对疲劳强度影响用强化系数表面处理对疲劳强度影响用强化系数 表示。表示。退出退出下一页下一页上一页上一页课间休息课间休息音乐欣赏音乐欣赏补充材料补充材料写字板写字板幽默笑话幽默笑话Flash欣赏欣赏则零件的极限应力图为：则零
7、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综合考虑上述三个主要方面，则可获得综合影响系数K：ADGCO简简 图图应应力力公称应公称应力公式力公式（拉伸、弯曲）或（拉伸、弯曲）或 （扭转剪切）（扭转剪切）拉拉伸伸r/dD/d2.001.501.301.201.101.051.031.021.010.042.702.372.151.941.700.102.452.392.332.272.182.011.811.681.581.420.152.082.041.991.951.901.781.641.551.471.330.201.861.831.801.771.731.651.
8、541.461.401.280.251.721.691.671.651.621.551.461.401.341.240.301.611.591.581.551.531.471.401.361.311.22Ddr附表附表3-1 轴上环槽处的理论应力集中系数轴上环槽处的理论应力集中系数简简 图图应应力力公称应公称应力公式力公式（拉伸、弯曲）或（拉伸、弯曲）或 （扭转剪切）（扭转剪切）弯弯曲曲r/dD/d2.001.501.301.201.101.051.031.021.010.042.832.792.742.702.612.452.222.021.881.660.101.991.981.961.9
9、21.891.811.701.611.531.410.151.751.741.721.701.691.631.561.491.421.330.201.611.591.581.571.561.511.461.401.341.270.251.491.481.471.461.451.421.381.341.291.230.301.411.411.401.391.381.361.331.291.241.21Ddr附表附表3-1 轴上环槽处的理论应力集中系数轴上环槽处的理论应力集中系数简简 图图应应力力公称应公称应力公式力公式（拉伸、弯曲）或（拉伸、弯曲）或 （扭转剪切）（扭转剪切）扭扭转转剪剪切切r/
10、dD/d2.001.301.201.101.051.021.010.041.971.931.891.851.741.611.451.330.101.521.511.481.461.411.351.271.200.151.391.381.371.351.321.271.211.160.201.321.311.301.281.261.221.181.140.251.271.261.251.241.221.191.161.130.301.221.221.211.201.191.171.151.12Ddr附表附表3-1 轴上环槽处的理论应力集中系数轴上环槽处的理论应力集中系数简简 图图应应力力公称应公
11、称应力公式力公式（拉伸、弯曲）或（拉伸、弯曲）或 （扭转剪切）（扭转剪切）拉拉伸伸r/dD/d2.001.501.301.201.151.101.071.051.021.010.042.802.572.392.282.141.991.921.821.561.420.101.991.891.791.691.631.561.521.461.331.230.151.771.681.591.531.481.441.401.361.261.180.201.631.561.491.441.401.371.331.311.221.150.251.541.491.431.371.341.311.291.271
12、.201.130.301.471.431.391.331.301.281.261.241.191.12附表附表3-2 轴肩圆角处的理论应力集中系数轴肩圆角处的理论应力集中系数Ddr简简 图图应应力力公称应公称应力公式力公式（拉伸、弯曲）或（拉伸、弯曲）或 （扭转剪切）（扭转剪切）弯弯曲曲r/dD/d6.03.02.01.501.201.101.051.031.021.010.042.592.402.332.212.092.001.881.801.721.610.101.881.801.731.681.621.591.531.491.441.360.151.641.591.551.521.481
13、.461.421.381.341.260.201.491.461.441.421.391.381.341.311.271.200.251.391.371.351.341.331.311.291.271.221.170.301.321.311.301.291.271.261.251.231.201.14附表附表3-2 轴肩圆角处的理论应力集中系数轴肩圆角处的理论应力集中系数Ddr简简 图图应应力力公称应公称应力公式力公式（拉伸、弯曲）或（拉伸、弯曲）或 （扭转剪切）（扭转剪切）扭扭转转剪剪切切r/dD/d2.01.331.201.090.041.841.791.661.320.101.461.4
14、11.331.170.151.341.291.231.130.201.261.231.171.110.251.211.181.141.090.301.181.161.121.09附表附表3-2 轴肩圆角处的理论应力集中系数轴肩圆角处的理论应力集中系数Ddr d/D0.00.050.100.150.200.250.30d/D0.00.050.100.150.200.250.303.02.462.252.132.031.961.892.01.781.661.571.501.461.42附表附表3-3 3-3 轴上横向孔处的理论集中系数轴上横向孔处的理论集中系数DdMMDdTT公称扭转应力公称扭转应
15、力公称弯曲应力公称弯曲应力1.750.88查表过程查表过程抛光抛光磨削磨削精车精车粗车粗车未加工未加工400600800100012000.20.40.60.8附图附图3-4 钢材的表面质量系数钢材的表面质量系数直径直径/mm配合配合B/MPa4005006007008009001000120030H7/r62.252.502.753.003.253.503.754.25H7/k61.691.882.062.252.442.632.823.19H7/h61.461.631.791.952.112.282.442.7650H7/r62.753.053.363.663.964.284.605.20
16、H7/k62.062.282.522.762.973.203.453.90H7/h61.801.982.182.382.572.783.003.40100H7/r62.953.283.603.944.254.604.905.60H7/k62.222.462.702.963.203.463.984.20H7/h61.922.132.342.562.763.003.183.46注注：滚动轴承与轴配合处的滚动轴承与轴配合处的 值与表内所列值与表内所列H7/r6配合的配合的 值相同；值相同； 表中无相应的数值时，可按插入法计算。表中无相应的数值时，可按插入法计算。附表附表3-8 零件与轴过盈配合处的零
17、件与轴过盈配合处的 值值附表附表39 表面高频淬火的强化系数表面高频淬火的强化系数q试件种类试件种类试件直径试件直径/mmq无应力集中无应力集中7201.31.630401.21.5有应力集中有应力集中7201.62.830401.52.5注：表中系数值用于旋转弯曲，淬硬层厚度为注：表中系数值用于旋转弯曲，淬硬层厚度为0.91.5。应力集中。应力集中 时，强化系数较高。时，强化系数较高。化学热处理方法化学热处理方法试件种类试件种类试件直径试件直径/mmq氮化，氧化层厚度氮化，氧化层厚度0.10.4mm表面硬度表面硬度64HRC以上以上无应力集中无应力集中8 151.15 1.2530 401.
18、10 1.15有应力集中有应力集中8 151.9 3.030 401.3 2.0渗碳，渗碳层厚度渗碳，渗碳层厚度0.20.6mm无应力集中无应力集中8 151.2 2.130 401.1 1.2有应力集中有应力集中8 151.5 2.530 40 1.2 2.0氧化，氰化层厚度氧化，氰化层厚度0.2mm无应力集中无应力集中101.8附表附表310 化学热处理的强化系数化学热处理的强化系数q加工方法加工方法试件种类试件种类试件直径试件直径/mmq滚子滚压滚子滚压无应力集中无应力集中7 101.2 1.430 401.1 1.25有应力集中有应力集中7 201.5 2.230 401.3 1.8喷
19、喷 丸丸无应力集中无应力集中7 201.1 1.330 401.1 1.2有应力集中有应力集中7 201.4 2.530 40 1.1 1.5附表附表311 表面硬化加工的强化系数表面硬化加工的强化系数q附表附表3-4 轴上键槽处的有效应力集中系数轴上键槽处的有效应力集中系数轴材料的轴材料的B/MPa5006007007508009001000k 1.51.752.0k1.51.61.71.81.9注：公称应力按照扣除键槽的净截面面积来求。注：公称应力按照扣除键槽的净截面面积来求。附表附表3-5 外花键的有效应力集中系数外花键的有效应力集中系数轴材料的轴材料的B4005006007008009
20、0010001200k1.351.451.551.601.651.701.721.75k矩形齿矩形齿2.102.252.362.452.552.652.702.80渐开线形齿渐开线形齿1.401.431.461.491.521.551.581.60附表附表3-6 公称直径公称直径12mm的普通螺纹的拉压力集中系数的普通螺纹的拉压力集中系数材料的材料的B/MPa4006008001000k3.03.94.85.2附表附表3-7 螺纹联接件的尺寸系数螺纹联接件的尺寸系数直径直径d/mm162024283240485664728010.810.760.710.680.630.600.570.540.520.50
