表面粗糙度的选用.doc

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1、第3章表面粗糙度教学导航图教知识重点：表面粗糙度的有关术语和标准规定。推荐教学方式：任务驱动教学法推荐考核方式：口试或笔试（识读图样表面粗糙度标注）、小型设计（零件表面精度设计）学课堂：听课+讨论+互动课外：通过实践，了解齿轮减速器基本构造和工作原理。必须掌握的理论知识：表面粗糙度的基本概念、评定参数、选用及标注。需要掌握的工作技能：能够正确设计典型零件的表面粗糙度。知识难点：设计零件表面粗糙度。推荐学习方法3.1表面粗糙度标注识读表面粗糙度概念评定参数轮廓算术平均偏差Ra轮廓最大高度Rz。轮廓单元的平均宽度RSm轮廓支承长度率Rmr(C)任务6识读齿轮表面粗糙度标注表面

2、粗糙度是一种微观几何形状误差，是零件的几何参数的精度指标之一。以如图3-1所示的零件图为例，识读表面粗糙度的标注。图3-1表面粗糙度标注实例3.1.1表面粗糙度概念任何零件的表面都不是绝对的光滑的，零件表面总会存在着由较小间距的峰谷组成的微观高低不平的痕迹，表面粗糙度是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。表面误差通常按(波距)的大小划分为三类误差：表面粗糙度、表面波度和表面上宏观形状误差。波距小于1mm的属于表面粗糙度(微观几何形状误差)，波距在l～10mm的属于表面波度(中间几何形状误差)，波距大于10mm的属于形状误差(宏观几何形状误差)，如图3-2所示。图3-2

3、零件表面的几何形状误差3.1.2表面粗糙度对零件的影响表面粗糙度的大小对零件的实用性能和使用寿命有很大的影响：1.对摩擦和磨损的影响表面越粗糙，摩擦系数就越大，两相对运动的表面磨损也越快，表面过于光滑，由于润滑油被挤出和分子见的吸附作用等原因，也会使摩擦阻力增大和加剧磨损。2.对配合性能的影响对于间隙配合，相对运动的表面因其粗糙不平而迅速磨损，致使间隙增大；对于过盈配合，表面轮廓峰顶在装配时容易被挤平，使实际有效过盈量减小，致使联接强度降低。3.对抗腐蚀性的影响粗糙的表面，易使腐蚀性物质存积在表面的微观凹谷处，并渗入到金属内部，致使腐蚀加剧。4.对疲劳强度的影响零件表面越

4、粗糙，凹痕就越深，当零件承受交变荷载时，对应力集中很敏感。使疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏。5.对接触刚度的影响接触刚度影响零件的工作精度和抗振性。这是由于表面粗糙度使表面间只有一部分面积接触。一般情况下，实际接触面积只有公称接触面积的百分之几。因此，表面越粗糙受力后局部变形越大，接触刚度也越低。6.对结合面密封性的影响粗糙的表面结合时，两表面只在局部点上接触，中间有缝隙，影响密封性。因此，降低表面粗糙度，可提高其密封性。7.对零件其他性能的影响表面粗糙度对零件其他性能，如对测量精度、流体流动的阻力及零件外形的美观等都有很大的影响。3.1.3表面粗糙度基本术语1

5、.取样长度——评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。应与表面粗糙度的大小相适应。规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响，一般在一个取样长度内应包含５个以上的波峰和波谷。2.评定长度——为了全面、充分地反映被测表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。评定长度可包括一个或多个取样长度。表面不均匀的表面，宜选用较长的评定长度。评定长度一般按5个取样长度来确定。3.评定表面粗糙度的基准线：评定表面粗糙度的一段参考线。有以下两种：轮廓的最小二乘中线——在取样长度内，使轮廓上各点至一条该线的距离平方和为最小.轮廓算术平均中线——在取样长度内，将实际

6、轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线。3.1.4表面粗糙度评定参数表面结构参数有三种：基于轮廓法定义的参数叫轮廓参数(GB/T3505—2000)，包括R轮廓参数(粗糙度参数)、W轮廓参数(波纹度参数)和P轮廓参数(原始轮廓参数)；基于图形法定义的参数叫图形参数(GB/T18618—2002)；基于支承率曲线的参数叫支承率曲线参数。表面粗糙度常用的参数有：1.轮廓算术平均偏差Ra如图3-3所示，在一个取样长度内纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值，用公式表示为：图3-3轮廓算术平均偏差RaRa值越大，表面越粗糙。能客观、全面的反映表面微观几何形状特征。2.轮廓最大高度

7、Rz。如图3-4所示，在一个取样长度内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和为轮廓最大高度。图3-4轮廓最大高度RzRz值越大，表面越粗糙。但它不如Ra对表面粗糙程度反映的客观全面。1.轮廓单元的平均宽度RSm在取样长度内轮廓峰与轮廓谷的组合称为轮廓单元。在一个取样长度内，轮廓单元宽度的平均值，称为轮廓单元的平均宽度，如图3-5所示。图3-5轮廓单元的宽度RSm是评定轮廓的间距参数，它的大小反映了轮廓表面峰谷的疏密程度，RSm越大，峰谷越稀，密闭性越差，如图3-6所示。图3-6RSm与密闭性的关系4.轮廓支承长度率Rmr(C