受壓9000N和平面接觸的鋼球變形小，選什么材料好

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  g/ w* N2 V+ Y& u* u6 r$ d- r1 O做一個工裝，支點是鋼球和平面,。鋼球受9000N的壓力,希望接觸面積小些,。定性的說：要選彈性模量高的材料，在受力允許的情況下,，鋼球的直徑要小,。請教大俠定量選擇如何計算

012345zy

選氮化硅陶瓷材料，彈性模量較高,，為軸承鋼的1.5倍

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012345zy 發(fā)表于 2020-5-30 08:42
選氮化硅陶瓷材料,，彈性模量較高，為軸承鋼的1.5倍

  u# F4 C# u4 T8 A$ [, {% v$ G氮化硅陶瓷材料,，在聯(lián)系陶瓷球,。接觸痕中間壓應力、中部切應力、邊緣拉應力應該如何校核,。
: J( R3 g- }- h* e, m

未來第一站

氮化硅陶瓷材料彈性模量能達到300GPa,。

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" o/ S. ~+ Y/ L7 r' A" I& h
鋼球和鋼平面接觸，鋼球受900kgf的壓力,按赫茲彈性接觸公式計算如下（取E=2.1X105 N/mm2,u=0.3）
1.接觸面半徑
" Y; u' F$ w6 s& T' Jc20=1.109*(9000*20/2.1X105)1/3=1.05 mm  
c15=0.953
c10=0.833
8 ?% `; g" f3 J! w+ Qc5=0.661
# _/ _: s* {" i- o6 y: l2.最大接觸應力
σmax20=0.388*(9000*2.12*1010/202)=3870N/mm2
+ Y& z$ E. G9 A; Mσmax15=0.388*(9000*2.12*1010/152)=4688N/ mm2
! p4 ]# y8 t. @( w3 W6 w! e& z) Oσmax10=6143 N/ mm2
σmax5=9752 N/ mm2

6 n) z+ W$ [3 M4 d# I; ]2 t( Sc20表示鋼球半徑20mm;σmax20表示鋼球半徑為20時中心最大壓應力,。
" Z8 _* R- {# {! D

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未來第一站 發(fā)表于 2020-5-30 16:00
- Z9 y5 o+ j; \7 P& U1 Q氮化硅陶瓷材料彈性模量能達到300GPa,。

Si3N4彈性模量310GPa,泊松比0.26，硬度HV1600,，抗壓強度2800MPa.如果都換硬材料,，接觸面半徑將進一步減小，根據(jù)上面計算壓強將超過材料的抗壓強度,。這樣看平板要選擇硬度低一些的材料,，形成摩擦副，減小滾動阻力,。
& U; E2 G! \9 G5 ~# B1 P

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" x0 y5 C, V' H" w- D- B- b
Si3N4：,楊氏模量310GPa,泊松比0.26,；球直徑7.5mm,壓碎載荷11500N,計算兩等徑球接觸面半徑和最大接觸壓應力。
, B" [# t  s  d, s3 @按赫茲公式c3.75=0.8876*(11500*3.75/3.1X105)1/3=0.46 mm .接觸面直徑0.92和資料中計算值相同,。
σmax0.92=1.5*11.5*4/（PI*0.92^2）=25.95GPa.資料中給出的Si3N4抗壓強度3.5GPa.  253.95>>3.5,資料中球被壓碎,。
; J3 r! [/ H& k: |4 D* G# P5 P球受9000N壓力，材料按最大抗壓強度3.5GPa,最大壓強按平均壓強的1.5倍,，接觸面半徑 c=(1.5*9/(PI*3.5)^1/2=1.108（mm）,。
) ^9 ^5 `2 H8 R4 N8 K" x3 H: B接觸面直徑要到2.216mm，最大壓應力為3.5GPa,。
. j: M8 |2 Z# a! X2 F3 o( ~

遠祥

彈性模量越大的的材質(zhì),，就選它。

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遠祥 發(fā)表于 2020-5-31 22:14
" Y2 E" q+ a; v6 n# W彈性模量越大的的材質(zhì),，就選它,。

3 g6 f7 Z( I2 v( F1 ^$ j同樣的載荷，彈性模量越大,，接觸面直徑越小,。載荷與接觸面積的比為平均壓應力，按赫茲公式中心最大壓應力為平均壓應力的1.5倍,。在彈性模量大的同時,，抗壓強度也要滿足要求。再者靈敏度和摩擦系數(shù)關系很大在想能否用靜壓軸承的形式,。