"机械设计手册销轴接触应力计算全面讨论"
本文对机械设计手册销轴接触应力计算进行了全面讨论,涵盖了曲面体的坐标系、接触应力、两球体的接触应力、轴线平行的两圆柱体相接触时的接触应力、机械零件的接触应力计算等多个方面。
在讨论曲面体的坐标系时,文中提出了一个曲面体的一局部,取曲面在 E 点的法线为 z 轴,包括 z 轴可以有无限多个剖切平面,每个剖切平面与曲面相交,其交线为一条平面曲线,每条平面曲线在 E 点有一个曲率半径。不同的剖切平面上的平面曲线在 E 点的曲率半径一般是不相等的。这些曲率半径中,有一个最大和最小的曲率半径,称之为主曲率半径,分别用 R′和 R 表示,这两个曲率半径所在的方向,数学上可以证明是相互垂直的。
在讨论接触应力时,文中提出了两曲面接触并压紧,压力 P 沿 z 轴作用,在初始接触点的附近,材料发生局部的变形,靠接触点形成一个小的椭圆形平面,椭圆的长半轴 a 在 x 轴上,短半轴 b 在 y 轴上。椭圆形接触面上各点的单位压力大小与材料的变形量有关,z 轴上的变形量大,沿 z 轴将产生最大单位压力 P0。其余各点的单位压力 P 是按椭圆球规律分布的。
在讨论两球体的接触应力时,文中提出了半径为 R1、R2 的两球体相互接触时,在压力 P 的作用下,形成一个半径为 a 的圆形接触面积即 a=b, 由赫兹公式得式中:E1、E2为两球体材料的弹性模量;μ1、μ2为两球体材料的泊松。
在讨论轴线平行的两圆柱体相接触时的接触应力时,文中提出了轴线平行的两圆柱体相接触时,变形前二者沿一条直线接触,压受力 P 后,接触处发生了弹性变形,接触线变成宽度为 2b 的矩形面,接触面上的单位压力按椭圆柱规律分布。
在讨论机械零件的接触应力计算时,文中提出了摩擦轮传动、齿轮传动、凸轮机构等多个方面的接触应力计算公式。
本文对机械设计手册销轴接触应力计算进行了深入的讨论,为机械设计人员提供了一个系统的参考手册。