在滾動(dòng)軸承中，作用于滾動(dòng)體與滾道之間的載荷僅能在二者之間形成很小的接觸區(qū)域。因此，盡管滾動(dòng)體的載荷可能是適中的，但在滾動(dòng)體和滾道表面產(chǎn)生的應(yīng)力通常卻很高。在演動(dòng)表面的壓應(yīng)力超過1380MPa(200，00p0的條件下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承并非少見，在某些應(yīng)用場合以及耐久實(shí)驗(yàn)中，滾動(dòng)表面的壓應(yīng)力甚至?xí)^3449MPa(500，000i)o由于承受應(yīng)力的有效區(qū)域會(huì)隨著滾動(dòng)表面下的深度而迅速增加，因此表面上的高壓應(yīng)力不會(huì)擴(kuò)散到整個(gè)滾動(dòng)元件中。所以，在滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)中滾動(dòng)元件的整體破壞通常不是主要的考慮因素，而滾動(dòng)表面的破壞才是關(guān)注的重點(diǎn)。本章將只考慮表面和表面附近的應(yīng)力所產(chǎn)生的變形以及由接觸應(yīng)力所產(chǎn)生的變形。由于滾動(dòng)元件的剛度特性，這些變形通常都很小，例如對(duì)鋼制軸承一般小于0.025mm(0.001in)。1896年Het提出了關(guān)于兩個(gè)彈性體在一點(diǎn)發(fā)生接觸的局部應(yīng)力和變形的經(jīng)典解，今
天，這種應(yīng)力常被稱為Heta接觸應(yīng)力或簡稱為Het應(yīng)力。為了建立接觸應(yīng)力的數(shù)學(xué)表達(dá)，必須具備彈性力學(xué)原理的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。然面本節(jié)的目的不是講述彈性理論，而是僅介紹這一學(xué)科的基本方法以說明接觸應(yīng)力問題的復(fù)雜性。按照這一Z5+a中dtytyzX
作用在無限小立方體上的應(yīng)力狀態(tài)目的，考慮圖6.1中的由均勻各向同性材料構(gòu)成的無限小彈性立方體的應(yīng)力狀態(tài)，在不考感物體重力的情況下，根據(jù)x方向上應(yīng)力的靜力平衡條件可以得到:ro, dyd:+, dad:+.drdy-o, +"du lyda atOT+-dy dxd:-t+-dr dxdy =0
y于是有o,. or. or=062)ox oy or
相似地，在y和x方向上分別有oo. or or=0
63)
oy ox az
oo, or or
中
=0
64)
式(6.2)-式(6.4)是直角坐標(biāo)系中的平衡方程。