【正文】 由最大接觸應力的計算公式 (31)，得最大接觸應力之比為 所以，圖示最大外、內(nèi)接觸應力之比為。 但是，統(tǒng)計結(jié)果表明， 50％～ 90％的零件因變應力作用而引起疲勞失效 ，所以，變應力強度計算及其相關內(nèi)容分節(jié)敘述如下。 r??按靜強度進行計算 低周循環(huán) 高周循環(huán) 按照應變疲勞理論解釋 通常用表示材料在對稱循環(huán)變應力下的疲勞極限，表示材料在脈動循環(huán)變應力下的疲勞極限。線相交于，從而繪制出近似的簡化極限應力線圖，如圖 310所示。 第 3章 機械設計中零件的 載荷、應力和變形 解： 材料的簡化極限應力線圖如圖 312所示，關鍵點的坐標如下： (0, )， (,)， C ( ,0), 因為 常數(shù) 所以 ，給定循環(huán)特性下的工作點與極限點應該位于過原點給定斜率的直線上， 。 試計算零件的靜強度安全系數(shù)和無限壽命時的疲勞強度安全系數(shù)。具體變形量計算參見其他章節(jié)和有關手冊。 第 3章 機械設計中零件的 載荷、應力和變形 圖 315所示的就是蠕變量和時間的關系曲線。 第 3章 機械設計中零件的 載荷、應力和變形 高溫工作中的零件或構(gòu)件由于存在應力松弛，會不同程度地失去彈性和緊固作用。 第 3章 機械設計中零件的 載荷、應力和變形 在許多有預緊或者過盈量的配合中，當在恒定高溫的承載狀態(tài)下，彈性應變與塑性應變之和為一常量時，隨著時間的延遲，彈性變形會逐漸轉(zhuǎn)化為塑性變形，引起應力逐漸降低的現(xiàn)象稱為 松弛 。 圖 314 35號鋼在高溫時 力學性能的變化情況 第 3章 機械設計中零件的 載荷、應力和變形 工程實踐表明， 在溫度升高或高溫時，金屬材料將會出現(xiàn)蠕變和松弛現(xiàn)象。其相應的應變，當超過一定許可值時，零件即發(fā)生失效。有些情況下采用 極限最大應力幅與工作應力幅之比檢驗 安全系數(shù)，即 第 3章 機械設計中零件的 載荷、應力和變形 在典型的三種變應力情況下，安全系數(shù)的校核計算舉例說明如下。 試繪制材料的極限應力圖 ?a?m。最大應力與應力幅和平均應力存在如下關系： m a x m a? ? ???第 3章 機械設計中零件的 載荷、應力和變形 3． 極限應力線圖 曲線上任意一點代表材料在給定壽命下某一疲勞極限，所以通常稱為等壽命曲線圖或極限應力線圖。 第 3章 機械設計中零件的 載荷、應力和變形 1. 應力越小，試件能經(jīng)受的循環(huán)次數(shù)越多 2. 接近 N0點直至右區(qū)，材料的疲勞極限趨于水平，把這一極限應力稱為 持久極限 ，用 表示。其中，應力循環(huán)特性 r尤其重要，它比較形象地描述了變應力的循環(huán)特征，其變化范圍為（ ～ ），如下頁所示。 (31) 第 3章 機械設計中零件的 載荷、應力和變形 【工程實例 31】 比較內(nèi)、外圓柱體在接觸狀態(tài)上的最大接觸應力 求如圖 36所示兩種圓柱體接觸狀態(tài)的最大接觸應力之比。 強度準則的統(tǒng)一形式可以表示為 應力計算是進行強度設計或強度校核的基礎。通常引入載荷系數(shù)、工況系數(shù)等來修正實際工作狀態(tài)相對理論狀態(tài)的偏離，在設計計算時，采用零件實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，則計算載荷為 ，其中 K是載荷系數(shù) caT KT?第 3章 機械設計中零件的 載荷、應力和變形 ? 在載荷作用下，機械零件的 表面或內(nèi)部就會產(chǎn)生應力 。 圖 33 幾何尺寸的簡化 第 3章 機械設計中零件的 載荷、應力和變形 總結(jié)機械設計中零件受載情況，通常需要考慮進行如下所示的簡化： ? 如下圖所示，忽略各種誤差，齒輪傳動過程的總法向載荷一定沿著基圓的切線方向。 第 3章 機械設計中零件的 載荷、應力和變形 作為設計者，在對零件進行強度或剛度計算時需要知道： ?如何將機械零件所受的載荷進行簡化分析？ ?如何對載荷進行分解和分類？ ?靜載荷與動載荷的計算公式有何區(qū)別？ ?如何正確運用材料力學中的 4個強度理論公式？ ?如何區(qū)別靜應力和變應力？ ?材料的疲勞極限與循環(huán)壽命之間的關系是什么？ ?如何正確選擇和確定材料的許用應力？ 設計者思維 簡單實例 實際齒輪的受力極為復雜，輪齒嚙合傳動過程中，當輪齒受載時，齒根處的彎曲應力最大，因此折斷的部位多發(fā)生在齒根。 ?輪齒的彎曲強度就可以采用材料力學的基本公式： 來進行近似的計算。 根據(jù)設計過程載荷的作用和載荷的上述因素在實際工作中隨時間變化的情況，將載荷分類如下所示。值得注意的是，靜載荷也可以產(chǎn)生變應力。零件在受載前是點或線接觸，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)生較大的應力。 由此可見，最大接觸應力以兩個圓柱體外接觸為高，最大內(nèi)接觸應力為低。 []??≤第