【文章內(nèi)容簡介】 零件點、線接觸時，接觸區(qū)表層材料的應(yīng)力。 因為接觸面積很小，往往接觸應(yīng)力很大。所以點、線接觸的高副的承載能力往往取決于接觸強度，如齒輪多半是齒面接觸強度破壞，當(dāng)然齒斷也是一種破壞。 整個材料體積內(nèi)部存在的應(yīng)力為 體積應(yīng)力 （如拉、壓、剪、扭、彎曲應(yīng)力），該應(yīng)力狀態(tài)下的零件強度為 整體強度 （體積強度）。 只存在材料表層的應(yīng)力為 表面應(yīng)力 ， 對應(yīng)的零件強度為 表面強度。 點、線高副接觸，受到的接觸應(yīng)力，對應(yīng)的接觸強度。 29 二、接觸疲勞破壞 實際工作時，接觸應(yīng)力隨時間變化（周期性變化）。 如果接觸材料的接觸疲勞強度不夠，就要發(fā)生疲勞破壞。 首先，零件在表面約 20μ m處發(fā)生裂紋，此裂紋慢慢向表面擴散，最后以貝殼狀的小片掉下來，這種稱為 “ 疲勞點蝕 ” ，簡稱 “ 點蝕 ” 。 見 圖示 。 點蝕對工作的影響： 1） 減小接觸面積，降低承載能力； 2） 破壞零件表面的光滑形狀。 如齒輪出現(xiàn)點蝕，表面就不是理論上的光滑的漸開線形狀，不能保證瞬時傳動比不變，從動輪有時轉(zhuǎn)得快，有時轉(zhuǎn)得慢，有角加速度，必然有慣性力，慣性力是變化的。 慣性力 —— 動載荷 —— 運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生振動、沖擊，產(chǎn)生或增大噪音。 齒輪如果噪音很大，則齒輪失效，需要報廢更換。 因此，點蝕現(xiàn)象往往是點、線接觸高副常見的失效形式，齒輪、凸輪常是。 31 三、材料的接觸疲勞限 疲勞限 —— 材料抵抗疲勞破壞的能力。 接觸疲勞限 —— 材料抵抗接觸疲勞破壞的能力。 材料的硬度越高，接觸疲勞限也越高，也不容易點蝕。 齒輪表面淬火，提高表面硬度，它的硬度用 HRC（洛氏硬度）表示。（ HRC20～ 70 ≈ HB( 布氏硬度） 230～ 700） 32 四、兩平行圓柱面相壓時，接觸應(yīng)力的計算 接觸區(qū)表層材料附近產(chǎn)生小面積接觸，如 圖示 。 注意： 1） 接觸應(yīng)力中間大兩邊小，呈橢圓分布； 2） 接觸應(yīng)力的計算公式按赫茲公式計算得到， σ H—— 最大接觸應(yīng)力，也稱赫茲應(yīng)力。 (教材 P119) 還需注意： 兩圓柱體接觸處的接觸彈性變形不等（直徑不 同，材料不同），但接觸應(yīng)力是一樣的。 34 五、接觸疲勞強度的判定條件 σ H ≤ [ σ H], [σ H]= σ Hlim/SH σ Hlim—— 接觸疲勞限，由實驗測得。 對鋼，經(jīng)驗公式： σ Hlim＝ － 70 （ MPa） SH取等于或稍大于 1。 35 第四節(jié) 機械設(shè)計中的耐磨性 一 、 摩擦 二 、 磨損 三 、 潤滑 36 外力作用下， 相互接觸的兩個物體作相對運動或有相對運動的趨勢時，其接觸表面上就會產(chǎn)生抵抗滑動的阻力 ，這一現(xiàn)象叫做 摩擦 ，所產(chǎn)生的阻力叫做 摩擦力 。 1. 干摩擦 摩擦表面間無任何潤滑劑或保護膜的純金屬接觸時的摩擦。摩擦系數(shù) = ～ 。 2. 邊界摩擦（邊界潤滑） 兩摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開，其摩擦性質(zhì)與流體的黏度無關(guān)，只與邊界膜和表面的吸附性質(zhì)有關(guān)。邊界膜極薄，不能避免金屬間的直接接觸，這時仍有摩擦力產(chǎn)生，其摩擦系數(shù) = ～ 。 3. 流體摩擦（流體潤滑） 摩擦表面間的潤滑膜足以將兩個表面完全隔開，即形成了完全的流體摩擦。摩擦系數(shù)極小，大約 = ～ ，無磨損產(chǎn)生，是理想的摩擦狀態(tài)。 4 . 混合摩擦（混合潤滑） 摩擦表面間處于邊界摩擦和流體摩擦的混合狀態(tài)時稱為混合摩擦。大約 = ～ 。 一、摩擦 （教材 第 15章 P253～ ） ffff37 二、磨損（ P121～ ） 表面物質(zhì)在摩擦過程中不斷損失的現(xiàn)象稱為 磨損 磨損 ↑→ 間隙 ↑、精度 ↓、效率 ↓、振動 ↑、沖擊 ↑、噪音 ↑ ★ 據(jù)統(tǒng)計，約有 80%的損壞零件是因磨損而報廢的。 有摩擦，必有磨損。 38 二、磨損（ P121～ ） 1．粘著磨損（膠合） 由于兩摩擦表面間產(chǎn)生粘著現(xiàn)象而使材料由一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面而造成的磨損稱為粘著磨損。 嚴(yán)重的粘著磨損，稱“膠合”，它是高溫高壓（或高速重載）摩擦副常見的失效形式。 2． 磨粒磨損 兩接觸表面受外界硬質(zhì)顆粒的作用或粗糙硬表面把軟表面擦傷而引起的表面材料脫落的現(xiàn)象稱為磨粒磨損。 3．表面疲勞磨損（點蝕） 兩摩擦表面受交變接觸應(yīng)力的作用而形成疲勞裂紋或剝落出微片和顆粒而逐步破壞的磨損稱為表面疲勞磨損。其特征是在開始破壞階段表面上出現(xiàn)一個個小小的麻坑，故又稱這種磨損為“點蝕”。 4．腐蝕磨損 摩擦表面在磨損過程中物體表面和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用，造成表面材料的損失稱為腐蝕磨損。 （一）基本型式 39 二、磨損 耐磨性 —— 和強度、剛度一樣，是材料的一種性能，是材料抵抗 磨損的 能力。耐磨性好，磨損速度慢。 至今，關(guān)于耐磨性，世界上還沒完善的、通用的計算方法，主要影響耐磨性的因素太多，很復(fù)雜。目前，只能用一些條件性的計算方法。 雖然影響的因素很多，但主要因素是 壓強 、 溫度 。設(shè)法限制影響的因素，從而限制磨損的速度。 ★ 通過限制影響耐磨性的重要因素來限制磨損速度的計算方法 ——耐磨性的條件性計算 。 計算內(nèi)容： （ 1）限制壓強 （摩擦副之間的壓強） p≤【 p】 （ [p]由實驗或同類機器使用經(jīng)驗確定） 避免摩擦表面發(fā)生過度的磨損。 相對滑