ID: 6054

Название работы: Контактные напряжения

Категория: Доклад

Предметная область: Производство и промышленные технологии

Описание: Контактные напряжения Контактными называют напряжения и деформации, возникающие при взаимном нажатии двух соприкасающихся тел криволинейной формы. Контакт тел в этом случае может быть линейным (например, сжатие двух цилиндров с параллельными образую...

Язык: Русский

Дата добавления: 2012-12-27

Размер файла: 35 KB

Работу скачали: 33 чел.

Контактные напряжения

Контактными называют напряжения и деформации, возникающие при взаимном нажатии двух соприкасающихся тел криволинейной формы. Контакт тел в этом случае может быть линейным (например, сжатие двух цилиндров с параллельными образующими) или точечным (например, сжатие двух шаров). Вследствие деформации в местах соприкосновения элементов конструкций передача давлений происходит по весьма малым площадкам. Решение вопроса о контактных напряжениях и деформациях впервые дано в работах немецкого физика Г. Герца в 1881 — 1882гг. 

Рис. Д1

Работоспособность деталей машин, находящихся под действием контактных напряжений, определяется сопротивлением усталости рабочих поверхностей этих деталей.

Рассмотрим два цилиндрических ролика 1 и 2 с неподвижными осями, касающихся по общей образующей и прижатых друг к другу силой Q (рис.Д1), причем ролик 1 ведущий и передает вращение ролику 2 за счет силы трения, где f — коэффициент трения скольжения. В зоне соприкосновения роликов первоначальный линейный контакт по образующей в результате деформации превращается в контакт по узкой полоске и возникают известные из сопротивления материалов контактные напряжения, вычисляемые по формуле Герца. Площадка контакта перемещается по поверхности роликов и в результате многократного деформирования микрообъемов материала в поверхностном слое возникают усталостные трещины. Под действием сил трения происходят пластические сдвиги поверхностных слоев материала и образовавшиеся усталостные трещины наклоняются и вытягиваются в направлении сил трения (см. рис. Д1). Если вращение роликов происходит в условиях обильной смазки, то в трещины попадает масло, которое при прохождении зоны контакта выдавливается из трещин ведущего ролика 1 и заклинивается в трещинах ведомого ролика 2, расширяя и углубляя их. Многократное повторение этого процесса приводит к отделению с поверхностного слоя материала в форме чешуек (отслаивание) или отделению частиц, приводящему к образованию ямок (выкрашивание), прежде всего на рабочей поверхности ведомого ролика.

При прохождении зоны контакта элементы поверхностного слоя ведущего ролика 1 переходят из состояния сжатия (что на рис. Д1 обозначено тремя точками) в состояние растяжения (что обозначено тремя черточками), а у ведомого ролика 2 наоборот — из состояния растяжения в состояние сжатия. Это приводит к упругому скольжению рабочих поверхностей роликов, в результате чего ведомый ролик имеет меньшую окружную скорость, чем ведущий, т.е. . Рабочая поверхность, по которой точка контакта перемещается с большей скоростью, называется опережающей, а сопряженная поверхность — отстающей.

Сказанное выше, а также экспериментальные данные и опыт эксплуатации машин позволяют сделать важный вывод, что сопротивление усталостному изнашиванию, а следовательно, и нагрузочная способность у опережающих поверхностей выше, чем у отстающих. Это правило полностью справедливо и для рабочих поверхностей зубьев зубчатых передач.

Обратим внимание на то, что направление силы трения и скорости относительно зоны контакта у отстающей поверхности совпадают, а у опережающей противоположны.

Расчет на контактную выносливость рабочих поверхностей деталей ведется по допускаемым контактным напряжениям.