5.3　接触应力

高副机构，理论上载荷是通过点

或线接触传递的，实际上零件受载后接触部分产生局部弹性变形，从而形成接触面很小的面接触，这样在零件的接触处产生很大的局部应力，离开接触面稍远处接触应力急剧下降，此时应力称为接触应力。机械零件遇到的接触应力多为变应力，其引起的失效属于接触疲劳破坏。它的特点是零件在接触应力的反复作用下，零件表面产生疲劳裂纹，逐渐扩展，使金属表层脱落，产生疲劳点蚀。影响疲劳点蚀的主要因素是接触应力的大小。接触区材料处于三向压应力状态受力后各方向变形受到限制，所以接触面中心处材料能承受很大的压力而不屈服，因此接触面上的许用压应力较高。表1-1-106所引用的是弹性力学的结果，σ_max为接触表面中心处的最大接触压应力。实际上接触体的危险点并不在接触表面，而是在接触面中心下面、接触体内某深度上，按第四强度理论，危险点的计算应力为σ_rⅣ＝0.6σ_max。通常接触问题的强度校核按接触表面处的接触应力进行校核，其强度条件为

σ_max≤σ_HP

表1-1-106　接触应力计算公式

注：表中E为弹性模量；μ为泊松比。

式中　σ_HP——许用接触应力，与材料及其热处理情况、点或线接触、动或静接触的不同情况有关，见表1-1-107～表1-1-109。

表1-1-107　许用接触应力

注：本表仅供参考。

表1-1-108　重型机械用钢的许用接触应力

注：表中的许用应力值，仅适用于表面粗糙度为Ra6.3～0.8μm的轴，对于Ra12.5μm以下的轴，许用应力应降低10％；Ra0.4μm以上的轴，许用应力可提高10％。

表1-1-109　润滑一般的走轮类零件的许用接触应力