常用材料许用接触应力
接触应力的计算及其分布
3.2 接触强度与等效应力的转换
I为应力不变量，可以理解为坐标变换的数 学表达式。
假如我们知道： 在一点上，沿我们设定的坐标系XYZ的应力分别为： σxx σyy σzz τxy τxz τyz 那么，根据以上三个方程就可以求出 三个未知数即三个主应力 σ1 σ2 σ3
接触应力的计算及其分布
0.1 课程的目标
1. 认识变速箱中的接触问题 2. 掌握接触问题的静强度分析方法 3. 理解材料的强度转换理论 4. 了解接触理论在关键零部件中的应用
0.2 课程内容
1. 变速箱中的接触问题 2. 接触应力的计算方法及校核 3. 材料的接触应力极限及其强度转换 4. 接触理论在轴承和齿轮中的应用 5. 硬化层深度的确定 6. Herz接触应力的推导
3. 1 材料的接触应力极限及强度转换
3.2 接触强度与等效应力的转换
4.1 材料的5种力学性能
抗拉 屈服 延伸 端面收缩 冲击韧性
一维状态下材料的失效 塑变：< σs 断裂：>σb
4.2 材料的强度理论
三维状态下，材料的失效 Mises等效应力是主应力的函数。
问题归结为求解主应力
3.2 接触强度与等效应力的转换
3.5 点接触接触应力的计算
3.5 线接触接触应力的计算
3.5 接触应力的分布---最大切应力
3.5 接触应力的分布---最大切应力
3.5 最大剪应力的求法
4. 1 轴承的滚子修形
4. 1 轴承的滚子修形
4. 1 轴承疲劳寿命的计算
4. 2 齿轮的接触强度校核
4. 2 齿轮的抗胶合计算
3.2 接触强度与等效应力的转换
接触应力的计算及其分布
3.2 接触强度与等效应力的转换
主应力是Z的函数；沿Z轴方向 的主应力与Z相关。 Pmax是最大接触应力。
最大切应力的求法, 找出材料 的疲劳极限，最大应力小于疲 劳极限。
3.2 接触强度与等效应力的转换
接触应力其实是弹性体在一点的应力状态
3.2 接触强度与等效.5 点接触接触应力的计算
3.5 线接触接触应力的计算
3.5 接触应力的分布---最大切应力
3.5 接触应力的分布---最大切应力
3.5 最大剪应力的求法
4. 1 轴承的滚子修形
4. 1 轴承的滚子修形
4. 1 轴承疲劳寿命的计算
4. 2 齿轮的接触强度校核
4. 2 齿轮的抗胶合计算
2.2 棘轮-棘爪的应力
2.2 棘轮-棘爪的应力及分布
3. 1 材料的接触应力极限及强度转换
3.2 接触强度与等效应力的转换
4.1 材料的5种力学性能
抗拉 屈服 延伸 端面收缩 冲击韧性
一维状态下材料的失效 塑变：< σs 断裂：>σb
4.2 材料的强度理论
三维状态下，材料的失效 Mises等效应力是主应力的函数。
4. 2 齿轮的抗胶合计算
5. 硬化层深度的确定
5. 硬化层深度的确定
5. 硬化层深度的确定
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
接触应力的计算及其分布
0.1 课程的目标
1. 认识变速箱中的接触问题 2. 掌握接触问题的静强度分析方法 3. 理解材料的强度转换理论 4. 了解接触理论在关键零部件中的应用
许用应力的选择
钢材的屈服强度与许用拉伸应力的关系
[σ]=σs/nn为安全系数
如果考虑动载荷受力系数C（不均匀受力系数）[σ]=C×σs/nC=1.5～2
轧、锻件
n=1.2—2.2
起重机械
n=1.7人力ຫໍສະໝຸດ 丝绳n=4.5土建工程
n=1.5
载人用的钢丝绳
n=9
螺纹连接
n=1.2-1.7
铸件
n=1.6—2.5
一般钢材
脆性材料：[σ]=σb/n
安全系数确定：按产品确定，一般参考[σ]/[σbs]
普通平键淬火后应归到脆性材料。σb的值可以参照热处理手册中的值。
普通平键调质后应还是塑性材料。
普通平键表面淬火对键联接的强度影响应不大。
还有一点就是键的校核中，还要校核剪切应力：т=2000T/(dbl)≤[т]
其实很简单啊，道理都是一样的，键的材料正常使用45调质钢，你可以查一下手册，估计强度极限时600MPA，因为键是比较重要的零件，它的使用系数都比较大，如果没有冲击载荷的话，那系数至少得有3吧，因为正常的疲劳应力都在强度极限的三分之一，所以你就可以得出以上的结论的，如果有冲击的话，那系数的有4以上，这是一个经验的数值，理解就行，没有必要深究！
安全系数 n 的选择：
典型机械的安全系数可查表得到，无表时可根据下表选取：
静应力
塑性材料
n=1.2～1.5
铸钢件
n=1.5～2.5
静应力
脆性材料，高强钢、铸铁
n=3～4
变应力
一般
1.3～1.7
材料不均匀、计算不准确
1.8～2.5
剪应力与抗拉强度关系
2009-03-17 13:53
在设计的时候常常取许用剪切应力,在不同的情况下安全系数不同,许用剪切应力就不一样...校核各种许用应力常常与许用拉应力有联系,而许用材料的屈服强度(刚度)与各种应力的关系
齿轮的许用应力
齿轮材料选择与制造工艺
材料选择
常用材料包括钢、铸铁、有色金属等 ，应根据工作条件、承载能力和经济 性等因素进行选择。
制造工艺
包括锻造、铸造、切削加工、热处理 等工序，应保证齿轮的精度和表面质 量，提高传动效率和承载能力。
02 许用应力概念及计算方法
许用应力定义与意义
许用应力定义
许用应力是指在工作条件下，材料或构件所能安全承受的最 大应力值。
作用
广泛应用于各种机械传动系统中 ，如汽车、机床、钟表等，实现 减速、增速、换向和分配动力等 功能。
齿轮主要类型及特点
01
02
03
圆柱齿轮
包括直齿、斜齿和人字齿 等，具有传动平稳、承载 能力强、制造精度高等特 点。
圆锥齿轮
分为直齿锥齿轮和螺旋锥 齿轮，用于实现相交轴之 间的传动，具有结构紧凑、 传动比大等优点。
05 提高齿轮许用应力措施研 究
优化设计方案以降低载荷波动
通过优化齿轮几何参数，如模数、齿数、齿宽等， 降低齿轮啮合时的载荷波动。
采用变位齿轮设计，改善齿轮传动的平稳性，降 低动载荷系数。
对齿轮进行修形处理，减小齿轮啮合时的冲击和 振动，提高齿轮传动的平稳性。
选用高性能材料和先进制造工艺
选用高强度、高韧性的齿轮材料，如合金钢、高强度铸铁等，提高齿轮的承载能力。
确定计算载荷
同样根据齿轮受力情况，确定计算载荷的大小和方向。
计算齿面接触应力
利用赫兹公式或经验公式计算齿面接触应力。
校核齿面接触强度
将计算得到的齿面接触应力与许用接触应力进行比较， 判断齿轮的接触强度是否满足要求。
国内外相关标准介绍及对比
国际标准
01
如ISO 6336等，提供了齿轮强度计算的基本方法和
线接触许用应力表格-概述说明以及解释
线接触许用应力表格-概述说明以及解释1.引言1.1 概述线接触许用应力表格是一种用于评估材料在不同环境条件下的承载能力的工具。
在工程设计和材料选型过程中，了解材料的许用应力是至关重要的，因为超过许用应力可能导致材料的失效。
线接触许用应力表格通过将不同因素考虑在内，提供了一个明确的参考标准，帮助工程师们正确选择合适的材料和设计方案。
本文将从线接触许用应力的定义、表格制定和应用等方面进行探讨，旨在帮助读者更深入地了解这一重要的工程概念，并为工程实践提供借鉴。
通过对线接触许用应力表格的研究和分析，我们可以更好地了解材料的承载能力，从而提高工程设计的可靠性和安全性。
1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三部分。
在引言部分，将介绍线接触许用应力表格的背景和意义，并说明本文的目的和结构。
在正文部分，将详细阐述线接触许用应力的定义、线接触许用应力表格的制定以及线接触许用应力表格的应用。
最后在结论部分，将对全文进行总结，展望未来可能的研究方向，并发表结束语。
通过这样的结构安排，使读者能够清晰地了解线接触许用应力表格的相关知识，同时也为后续研究提供指导和参考。
1.3 目的线接触许用应力表格的制定旨在为工程师和设计师提供一个参考指导，帮助他们更好地评估和设计线接触系统。
通过这些表格，用户可以了解在不同工况下线接触所承受的应力范围，以及在设计过程中应该遵守的限制条件。
目的是帮助确保线接触系统的可靠性和安全性，从而延长设备的使用寿命，减少故障率，提高生产效率。
通过这些表格，用户可以更加准确地选择合适的材料、尺寸和工艺，以满足设计要求和预期寿命。
同时，为了确保表格的正确性和有效性，我们会持续更新和完善表格的内容，以适应不断变化的工程环境和需求。
通过使用这些线接触许用应力表格，我们期望可以帮助工程师们更好地理解线接触系统的工作原理，提高设计水平，有效控制线接触系统的风险。
2.正文2.1 线接触许用应力的定义线接触许用应力是指在线接触情况下，材料所能承受的最大应力值。
开式齿轮的材料和许用应力
S F lim 1.5
[ F1 ] F lim1 S F lim1 588 1.5 470.4MPa
[ F 2 ] F lim2 S F lim2 451.4 1.5 300.93MPa
4、按轮齿弯曲强度设计模数
2 KT1 YFS m3 (mm) 2 d z1 [ F ]
b2 d d1 0.5 70 35mm
b1 b 5 35 5 40mm
d1 d 2 70 362.5 216.25mm 2 2
两齿轮中心距 a
式中：载荷系数
K K A KV K
取：KA=1或1.25（表3-1P37） KV =1.05-1.4 （P38） K=1-1.2（P38） 代入数值： 得到K
考虑应力影响系数
由于两个齿轮的齿数和材料不同，为使两齿 轮的弯曲强度都能满足，需将YFS1/[F1]和 YFS2/[F2]中的较大值代入式中.
由于是开式齿轮传动，要求齿面有较 高的耐磨性，由表12-11选择齿轮材料如 下： 小齿轮：45MnB 调质 HB240-285 HBS=260 大齿轮：45 调质 HB217-286 HBS=252
2、确定齿数
取小齿轮的齿数为z1=28，则大齿轮的齿数为：
z2 z1 i 28 5.17 144.76
2、铸铁
常用材料：HT250、HT300、QT50-5。
常用材料性能表
二、齿轮的许用应力
1．许用接触应力 [ H ]
σHlim SHmin
： ：
H lim
S H min
( MPa)
试验齿轮的接触疲劳极限应力； 接触疲劳强度的最小安全系数。
[复习]ASME规范规范材料材料性能许用应力.doc
![[复习]ASME规范规范材料材料性能许用应力.doc](https://img.taocdn.com/s3/m/2604849fce2f0066f5332248.png)
ASME规范规范材料材料性能许用应力ASME锅炉压力容器规范每三年改版一次，2004版规范在去年的8月己经公布。
笔者对照上一版木（含增补），在《ASME在中国》2004 No.4期上撰文《关于2004年版ASME规范第II卷的A篇和D篇的翻译及与2001年版差异的说明》，向读者介绍了第II卷的A篇《铁基材料》新版木的总体变动情况，木文将从6个方而具体介绍第II卷的D 篇《材料性能》。
笔者在翻译2004版第II卷的D篇的过程中，与2001年版和比，发现笫II卷的D篇在各卷册中变动最人。
通常了解规范各卷内容变更的方法是查阅卷前的“变更一览表"，而第II卷D篇新改版不提供“变更一览表S只冇在后2年发布规范“増补”时才能见到。
尽管第II卷D篇每次増补变动量也不小，但总体上仅仅是页数的变化、各应力表格屮钢种的增有减.以及对个别钢材的应力值的调整。
ifU 2004版D篇的变动已经远远超出这种程度.木人认为.造成2004版第II卷D篇发生很大变动的主要原因有以下几点:1）2001版的II卷D篇出了2种单位制的版本，即美国习惯单位版木和公制单位版木。
在公制单位版木中，无论是规格尺寸或厚度.长度尺寸，还有最大许川应力值S和设计应力强度值Sm.各个温度下材料的抗拉强度和屈服强度值，以及对于材料的物理性能数据，都采用公制单位（SI单位）。
首先，温度值不再使用华氏温度°F,而改变为摄氏温度°C；应力值或强度值不再使用psi或ksi,而改用MPa。
因此在2004版第II卷D篇的名称上还特地示出为「PART-D —- PROPERTIES（Metric）”。
在长达近百年的ASME 规范的出版历程中，出版使用国际单位（SI）制的材料性能数据还是首次。
2）2004年版第II卷的D篇第一次针对规范第刈卷《运输罐的建造和连续使用规则》，给出了在设计锅炉及压力容器屮所须引用到的规范规定材料的域大许用应力值S以及在规范产品上使用这些材料的过程中需要引用的“注解蔦这是由于从2004版开始，第XII卷从原来由美国交通部管理转由ASME管理。
42CrMo钢点接触下许用应力的试验研究
，
（ ． ｃ ｏ ｌ ｆ ｅ ｈ ｔ ｎｃ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｈ ｎ ｎ Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｃｅ ｃ １ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｃ ａ ｉｓ ｇ ｅ ｎ ， ｅ ａ ｎｖ ｓ ｙｏ Ｓ ｉ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｌ ｏ ａ ｇ ７ ０ ３ Ｃ ｉａ Ｍ ｏ ｒ Ｅ ｎ ｉ ｅ ｔ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｕ ｙ ｎ １ ０ ， ｈｎ ； ｏ ４
与活动圈之间 的相对位移 、 承的刚性 以及受载 轴 最 大钢球 位 置 与 最 大 载 荷 值 ， 而 转 盘 轴 承 的载 因
荷分 布一 直受 到极 大关 注 。在 准确 计 算转 盘 轴 承 的载 荷分 布后 ， 须 明 确 Ｇ ｒ５钢 球 与 ４ ＣＭｏ 必 Ｃｌ ２ｒ 钢制 套 圈之 间 接 触 应 力 的许 用 水 平 ， 能 计 算 该 方 轴承 的 承 载 能 力 、 命 以 及 可 靠 性 问题 －Ｊ 寿 ４。文 献 ［ ］ 为转 盘 轴 承 接 触 应 力 的许 用 水 平 应 该 是 ５认 承受 最 大载荷 的滚 动体 与 滚 道 接触 中心 处产 生 总 永久 变形 量为 滚 动 体 直 径 的 １×１ －倍 时 的接 触 ０４ 应力 ； 献 ［ ］ 文 ６ 则认 为此 值应 为 ３×１ ～， ０ 并给 出淬 硬层 深 度 大 于 ０ １倍 钢 球 直 径 、 度 不 低 于 ５ ． 硬 ５ Ｈ Ｃ的 ４ ＣＭｏ钢 制转 盘 轴 承套 圈 的点 接触 许 用 Ｒ ２ｒ 接 触应 力为 ３８０ＭＰ ５ ａ的经验 值 ， 并未 给 出此经 但 验值 的来 源 和依 据 。文 献 ［ 利 用 直线 型滚 子 和 ７］
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材料的强度和质量
对材料的许用接触应力有进一步计
算
参考标准 GB/T 3480.5-2008，许用接触应力计算公式如下：
类别 正火钢-低碳锻钢
公式（应力单位为 MPa）
硬度 HBW
硬度范围 110~210
正火钢-铸钢
HBW 140~210
球墨铸铁
HBW 175~300
灰铸铁
HBW 150~240
调质锻钢-碳钢
.
判定准则
对于接触应力的计算方式，已经有很多的方法，但是对于许用接触应力选择的指导，只有少量文 献。以下为常用的标准
标准号 GB/T 1172-1999 GB/T 3480.5-2008
文档名称
Hale Waihona Puke 内容黑色金属硬度及强度换算值
定义了硬度与抗拉强度的换算关系
直齿轮和斜齿轮承载能力计算 第 5 部分： 等效于 ISO 6336-5
HV
135~210
调质锻钢-合金钢
HV
200~360
渗碳钢
HV
660~800
淬火钢
HV
500~615
例如： 正 火 后 未 经 任 何 处 理 的 35# 锻 钢 许 用 接 触 应 力 最 小 为 ：
，此数值同样也适用于 20#正火钢。
'.
.
硬度换算表如下
'.