机械零件的许用应力和安全系数分析

摘 要： 强度条件是机械设计中应满足的一个基本条件，即在一定的外力作用下，要求零件不发生断裂和塑性变形，零件是否具有足够强度的判定标准就是许用应力。机械的强度设计，必须考虑载荷的情况及所选用的材料。强度计算应分析零件的载荷及产生的应力，然后根据失效类型确定许用应力，使零件的工作应力不超出许用应力和安全系数。因此，合理地选用许用应力和安全系数是强度计算的关键。

关键词： 机械零件 许用应力 安全系数

在机械设计过程中，主要零件的基本尺寸往往是通过强度计算、刚度计算等确定的。机械的强度设计，必须考虑载荷的情况及所选用的材料。不同的材料在相同的载荷作用下的断裂情况不可能完

全一样，同一材料在不同的载荷作用下的断裂情况不可能相同。因此，进行设计计算时应先确定该零件工作时所承受的载荷和应力的性质，并根据所选用的材料、热处理方式和使用要求，合理选择许用应力和安全系数[1]。

1.载荷和应力

4.许用应力和安全系数

安全系数（或许用应力）的选择，对零件的尺寸有很大影响。若安全系数选得过大，则许用应力过小，将使结构笨重，浪费材料；反之，安全系数选得过小，则许用应力过大，零件将不够安全[3]。

机械零件的设计，在保证机件强度的条件下，材料要耗费最少；尺寸要最小；重量要最轻。因此，在静载荷作用下，用塑性材料制造的机件，其危险断面上的实际应力大小不应超过材料的屈服极限。在变载荷作用下，机件的实际应力不应超过材料的耐久极限。

正确的选择许用应力是很复杂的问题，它与材料、载荷情况、机件形状等有关，任何一个许用应力的选择都决定了材料的消耗量及机件的使用年限，同时改变了机构的形式，所以许用应力及安全系数的正确选择，对于机械设计工程师来讲是最基本的知识，同时是最重要的知识。

参考文献：

[1]杨家军，张卫国.机械设计基础[M].华中科技大学出版社，2002.

[2]徐灏编.安全系数和许用应[M].机械工业出版社，1981.

[3]李跃峰.典型一次性机械零件设计及其应用研究[D].哈尔滨工业大学博士学位论文，2013.

基金项目：攀枝花学院教育教学研究和改革青年项目（JJ1364）