机械中各零件之间力的传递,总是通过两零件的相互接触来实现的。零件之间若为面接触,将产生表面挤压应力,若为点、线接触(如下图),将产生接触应力。机械零件中的接触应力往往是变应力,所以接触强度问题大多数属于接触疲劳强度问题。
如下图所示,未受力前,两圆柱体沿与轴线相平行的一条线(在图上投影为一个点)相接触;在受力后,由于材料的弹性变形,接触线变成宽度为2b的一个矩形面,接触表面上所承受的压应力处处不同,此压应力向量的分布呈半椭圆柱形。最大接触应力用符号σH表示。图中ω1及ω2分别为零件1和零件2初始接触线上沿连心线方向的弹性位移(即最大弹性位移)。在点接触情形下(例如球轴承及圆弧齿轮中),受力后接触区一般呈椭圆形,而不是线接触时的矩形。当两个球面相接触时,接触区则变成一个圆形。
接触应力也叫赫兹应力。它的计算是一个弹性力学问题。对于线接触,弹性力学给出的接触应力计算公式为: