第二章第二节机械设计中的强度问题

　　3、复合应力状态下用安全系数表示的强度约束条件
　　当零件同时受弯曲应力和扭转应力的同时作用，且这两种应力都是对称循环应力，并具有相同的周期和相位时，其安全系数的计算式为：
　　　　　　　　　　　　

　　其中：　　　　　

；

　　对于受非对称循环复合变应力作用的零件，也可以近似地应用上面的公式进行计算，但这时的Ss和St应分别按式(2-11)到式(2-13)计算。

　　4、接触应力作用下的强度问题
　　对于高副机构(如齿轮传动、滚动轴承等)，理论上载荷是通过点或线接触传递的。实际上，零件受载后，由于在接触部分要产生局部的弹性变形，从而形成接触面积很小的面接触。这样在零件表层产生很大的局部应力，称之为接触应力。

　　在机械零件设计中遇到的接触应力多为变应力，在这种情况下产生的失效属于接触疲劳破坏，它的特点是：零件在接触应力的反复作用下，首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹，然后，在滚动接触过程中，由于润滑油被挤进裂纹内而形成高的压力，使裂纹加速扩展，最后，使表层金属呈小片状剥落下来，在零件表面形成一个个小坑，这种现象称为疲劳点蚀。疲劳点蚀常是齿轮、滚动轴承等零件的主要失效形式。

　　影响疲劳点蚀的主要因素是接触应力的大小，因而，接触应力作用下的强度约束条件是最大接触应力不超过其许用值，即

图2-5　两圆柱体接触

　　对于两圆柱体接触(图2-5)，其接触表面的最大接触应力为
　　　　　　　　　　 (MPa)
　　式中：为综合曲率半径；
　　　　　、分别为两圆柱体的曲率半径(mm)，其中"＋"、"－"号分别用于外接触和内接触；
　　　　　、分别为两圆柱体材料的弹性模量(MPa)；
　　　　　、分别为两圆柱体材料的泊桑比。