【正文】 失效 。 ?因?yàn)橐阎我鈨蓚€(gè)參數(shù)，就可以從表計(jì)算關(guān)系式中推導(dǎo)出其他的參數(shù)。 由此可見，最大接觸應(yīng)力以兩個(gè)圓柱體外接觸為高，最大內(nèi)接觸應(yīng)力為低。其中正號(hào)用于外接觸，負(fù)號(hào)用于內(nèi)接觸。零件在受載前是點(diǎn)或線接觸，受載后在接觸表面產(chǎn)生彈性變形，形成小區(qū)域接觸而產(chǎn)生較大的應(yīng)力。當(dāng)最小主應(yīng)力大于等于零時(shí)，使用第一強(qiáng)度理論；當(dāng)在其他應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，使用第三強(qiáng)度理論或第四強(qiáng)度理論。值得注意的是，靜載荷也可以產(chǎn)生變應(yīng)力。m) 9550 PT n??2計(jì)算載荷 : 作用于零件的實(shí)際載荷，常用符號(hào) Fca、 Tca、 Pca、 Mca等來表示。 根據(jù)設(shè)計(jì)過程載荷的作用和載荷的上述因素在實(shí)際工作中隨時(shí)間變化的情況，將載荷分類如下所示。 圖 32 載荷簡(jiǎn)化 第 3章 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的 載荷、應(yīng)力和變形 圖 33所示的是鉸制螺栓受橫向力，根據(jù)實(shí)際情況表明，螺栓所受的最大擠壓應(yīng)力近似等于沿直徑方向在面積（ Lmin d0）上受均勻擠壓應(yīng)力。 ?輪齒的彎曲強(qiáng)度就可以采用材料力學(xué)的基本公式： 來進(jìn)行近似的計(jì)算。 ?實(shí)際機(jī)械零件在工作中所受的載荷是復(fù)雜的，既包括靜應(yīng)力也包括變應(yīng)力，因此對(duì)載荷進(jìn)行簡(jiǎn)化、分類是進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算的基礎(chǔ)。 第 3章 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的 載荷、應(yīng)力和變形 作為設(shè)計(jì)者，在對(duì)零件進(jìn)行強(qiáng)度或剛度計(jì)算時(shí)需要知道： ?如何將機(jī)械零件所受的載荷進(jìn)行簡(jiǎn)化分析？ ?如何對(duì)載荷進(jìn)行分解和分類？ ?靜載荷與動(dòng)載荷的計(jì)算公式有何區(qū)別？ ?如何正確運(yùn)用材料力學(xué)中的 4個(gè)強(qiáng)度理論公式？ ?如何區(qū)別靜應(yīng)力和變應(yīng)力？ ?材料的疲勞極限與循環(huán)壽命之間的關(guān)系是什么？ ?如何正確選擇和確定材料的許用應(yīng)力？ 設(shè)計(jì)者思維 簡(jiǎn)單實(shí)例 實(shí)際齒輪的受力極為復(fù)雜，輪齒嚙合傳動(dòng)過程中，當(dāng)輪齒受載時(shí)，齒根處的彎曲應(yīng)力最大，因此折斷的部位多發(fā)生在齒根。 圖 31 齒輪傳動(dòng)彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的力學(xué)模型 第 3章 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的 載荷、應(yīng)力和變形 機(jī)械零件載荷 — 是零件在工作過程中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞時(shí)，引起零件表面和內(nèi)部應(yīng)力的主要根源。 圖 33 幾何尺寸的簡(jiǎn)化 第 3章 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的 載荷、應(yīng)力和變形 總結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)中零件受載情況，通常需要考慮進(jìn)行如下所示的簡(jiǎn)化： ? 如下圖所示，忽略各種誤差，齒輪傳動(dòng)過程的總法向載荷一定沿著基圓的切線方向。 第 3章 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的 載荷、應(yīng)力和變形 載荷性質(zhì) ?1靜載荷 ： 不隨時(shí)間改變或變化緩慢。通常引入載荷系數(shù)、工況系數(shù)等來修正實(shí)際工作狀態(tài)相對(duì)理論狀態(tài)的偏離，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，采用零件實(shí)際工況下可能受到的載荷 如 ：某零件上所受名義扭矩載荷為 T，則計(jì)算載荷為 ，其中 K是載荷系數(shù) caT KT?第 3章 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的 載荷、應(yīng)力和變形 ? 在載荷作用下，機(jī)械零件的 表面或內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力 。 第 3章 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的 載荷、應(yīng)力和變形 按 應(yīng)力隨時(shí)間變化規(guī)律分類 不隨時(shí)間而變的應(yīng)力 隨時(shí)間周期性變化的應(yīng)力，其應(yīng)力幅度保持穩(wěn)定 ?1靜應(yīng)力 ?2穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力 第 3章 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的 載荷、應(yīng)力和變形 應(yīng)力每循環(huán)一次都對(duì)材料的破壞起相同的作用，按損傷累積假說進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算 各種不確定應(yīng)力狀態(tài)，用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ?3規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力 ?4隨機(jī)變應(yīng)力 第 3章 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的 載荷、應(yīng)力和變形 機(jī)械零件材料的主要破壞形式是屈服和斷裂，對(duì)于大量使用的工程材料可以粗分為兩類： 塑性材料 和 脆性材料 。 強(qiáng)度準(zhǔn)則的統(tǒng)一形式可以表示為 應(yīng)力計(jì)算是進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)或強(qiáng)度校核的基礎(chǔ)。 ?2．接觸應(yīng)力計(jì)算 第 3章 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的 載荷、應(yīng)力和變形 圖 35 接觸應(yīng)力 第 3章 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的 載荷、應(yīng)力和變形 由此產(chǎn)生的接觸應(yīng)力具有下述 特點(diǎn) ： ?（ 1）接觸應(yīng)力僅在局部很小的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，而且是三向應(yīng)力狀態(tài)； ?（ 2）當(dāng)接觸點(diǎn)（或線）連續(xù)改變位置時(shí)，零件上任意點(diǎn)處的接觸應(yīng)力將在零和最大值之間變動(dòng)。 (31) 第 3章 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的 載荷、應(yīng)力和變形 【工程實(shí)例 31】 比較內(nèi)、外圓柱體在接觸狀態(tài)上的最大接觸應(yīng)力 求如圖 36所示兩種圓柱體接觸狀態(tài)的最大接觸應(yīng)力之比。故在重載情形下，采用內(nèi)接觸有利于提高承載能力。其中，應(yīng)力循環(huán)特性 r尤其重要，它比較形象地描述了變應(yīng)力的循環(huán)特征，其變化范圍為（ ～ ），如下頁所示。 其過程為產(chǎn)生初始裂紋 → 裂紋擴(kuò)展 → 突然斷裂。 第 3章 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的 載荷、應(yīng)力和變形 1. 應(yīng)力越小，試件能經(jīng)受的循環(huán)次數(shù)越多 2. 接近 N0點(diǎn)直至右區(qū)，材料的疲勞極限趨于水平，把這一極限應(yīng)力稱為 持久極限 ，用 表示。 材料持久疲勞極限是采用一組標(biāo)準(zhǔn)試件通過疲勞試驗(yàn)確定的，實(shí)際零件由于幾何形狀的變化、尺寸大小和表面狀態(tài)等因素的影響，使得 零件的疲勞極限小于材料的疲勞極限 ，為此，引入應(yīng)力集中系數(shù)、尺寸系數(shù)和表面狀態(tài)系數(shù)等，以對(duì)材料的疲