《粗糙度和轴承》ppt课件

1、第五章外表粗糙度与检测第五章外表粗糙度与检测n根本内容：掌握外表粗糙度的根本概念，根本内容：掌握外表粗糙度的根本概念，外表粗糙度的评定、选用、标注及丈量。外表粗糙度的评定、选用、标注及丈量。n重点内容：外表粗糙度的评定、选用及重点内容：外表粗糙度的评定、选用及标注。标注。n难点内容：外表粗糙度的评定、选用。难点内容：外表粗糙度的评定、选用。n操作技艺：外表粗糙度的丈量。操作技艺：外表粗糙度的丈量。根本概念n零件外表的形貌可分为三种情况：零件外表的形貌可分为三种情况：n(1)外表粗糙度：零件外表所具有的微小峰谷的不平程外表粗糙度：零件外表所具有的微小峰谷的不平程度，其波长和波高之比普通小于度，其

2、波长和波高之比普通小于 50。属于微观几何外。属于微观几何外形误差。形误差。n(2)外表波纹度：零件外表中峰谷的波长和波高之比等外表波纹度：零件外表中峰谷的波长和波高之比等于于501000的不平程度称为波纹度。会引起零件运的不平程度称为波纹度。会引起零件运转时的振动、噪声，特别是对旋转零件如轴承的转时的振动、噪声，特别是对旋转零件如轴承的影响是相当大的目前外表波纹度还没有制定国家规范。影响是相当大的目前外表波纹度还没有制定国家规范。国际规范化组织第国际规范化组织第57技术委员会正在制定外表波纹度技术委员会正在制定外表波纹度有关国际规范。有关国际规范。n(3)外形误差外形误差 ：零件外表中峰谷的

3、波长和波高之比大：零件外表中峰谷的波长和波高之比大于于1000的不平程度属于外形误差。的不平程度属于外形误差。 外表粗糙度对零件性能的影响n影响零件的耐磨性。影响零件的耐磨性。n影响配合性质的稳定性。影响配合性质的稳定性。n影响零件的疲劳强度。影响零件的疲劳强度。n影响零件的抗腐蚀性。影响零件的抗腐蚀性。n影响零件的密封性。影响零件的密封性。n对零件的外观、丈量精度、外表光学性能、对零件的外观、丈量精度、外表光学性能、导电导热性能和胶合强度等也有着不同程度导电导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。的影响。 外表粗糙度的根本术语一外表粗糙度的根本术语一n取样长度取样长度l：评定外表粗糙度所规

4、定的一段基准线长：评定外表粗糙度所规定的一段基准线长度。应与外表粗糙度的大小相顺应。度。应与外表粗糙度的大小相顺应。n评定长度评定长度 ln：评定长度普通按：评定长度普通按5个取样长度来确定。个取样长度来确定。基准线LnLLLL外表粗糙度的根本术语二外表粗糙度的根本术语二n评定外表粗糙度的基准线：评定外表粗糙度的评定外表粗糙度的基准线：评定外表粗糙度的一段参考线。有以下两种：一段参考线。有以下两种：n轮廓的最小二乘中线轮廓的最小二乘中线m：在取样长度内，使轮：在取样长度内，使轮廓上各点至一条该线的间隔平方和为最小。即：廓上各点至一条该线的间隔平方和为最小。即：n轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线

5、m ：在取样长度内，将实践：在取样长度内，将实践轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线线 。即：。即：F1+F3+F2n-1= F2+F4+F2nmin12niiy外表粗糙度的评定参数一n国家规范国家规范GB3505-2000中规定了中规定了6个评定参数，其中个评定参数，其中有关高度特性的参数有关高度特性的参数3个，间距特性的参数有个，间距特性的参数有2个，外个，外形特性参数有形特性参数有1个，其中高度参数是主要的。个，其中高度参数是主要的。n1轮廓算术平均偏向轮廓算术平均偏向an在取样长度内，被测实践轮廓上各点至轮廓中线间隔在取样长度内，被测实践轮

6、廓上各点至轮廓中线间隔绝对值的平均值，即绝对值的平均值，即n dxxylRla0)(1niiaynR11外表粗糙度评定参数二外表粗糙度评定参数二2微观不平度十点高度微观不平度十点高度z在取样长度内个最大的轮廓峰高在取样长度内个最大的轮廓峰高ypi平均值与平均值与5个最大轮廓谷深个最大轮廓谷深yvi平均值之和。平均值之和。 55151iviipizyyR外表粗糙度评定参数三外表粗糙度评定参数三3轮廓最大高度轮廓最大高度y在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的间隔。在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的间隔。峰顶线和谷底线平行于中线且分别经过轮廓最高点峰顶线和谷底线平行于中线且分别经过轮廓最高

7、点和最低点。和最低点。 Ry =ypmax+yvmax间距参数和外形参数间距参数和外形参数n间距参数间距参数-n 轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度RSm(轮廓微观不轮廓微观不平度的平均间距平度的平均间距Sm)n 轮廓单峰平均间距轮廓单峰平均间距Sn外形参数外形参数n 轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率RMr(c)外表粗糙度评定参数的选择外表粗糙度评定参数的选择n评定参数的选择：如无特殊要求，普通仅选用评定参数的选择：如无特殊要求，普通仅选用高度参数。引荐优先选用高度参数。引荐优先选用Ra值，由于值，由于Ra能充能充分反映零件外表轮廓的特征。以下情况下例外：分反映零件外表轮廓的特征。以下情况下

8、例外：n当外表过于粗糙当外表过于粗糙Ra6.3m或过于光滑或过于光滑 Ra 0.025 m 时，可选用时，可选用Rz，由于此，由于此范围便于选择用于丈量范围便于选择用于丈量Rz的仪器丈量。的仪器丈量。n当零件资料较软时，由于当零件资料较软时，由于Ra普通采用触针丈普通采用触针丈量。量。n当丈量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪当丈量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的外表，可选用表的小元件的外表，可选用Ry值。值。外表粗糙度参数值的选择外表粗糙度参数值的选择n外表粗糙度参数值的选择原那么是：在满足零外表粗糙度参数值的选择原那么是：在满足零件外表功能要求的前提下，尽量选取较大的参件外表

9、功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。数值。 n普通原那么：同一零件上，任务外表比非任务普通原那么：同一零件上，任务外表比非任务外表粗糙度值小；摩擦外表比非摩擦外表要小；外表粗糙度值小；摩擦外表比非摩擦外表要小；受循环载荷的外表要小；配合要求高、联接要受循环载荷的外表要小；配合要求高、联接要求可靠、受重载的外表粗糙度值都应小；同一求可靠、受重载的外表粗糙度值都应小；同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的外表粗糙度精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的外表粗糙度值要小。值要小。参数值的选用方法参数值的选用方法n可用类比法来确定。普通尺寸公差、外表外形可用类比法来确定。普通尺寸公差、外表外形公差小时，外表粗

10、糙度参数值也小，但也不存公差小时，外表粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。n普通情况下，它们之间有一定的对应关系，设普通情况下，它们之间有一定的对应关系，设外形公差为外形公差为T，尺寸公差为，尺寸公差为IT，它们之间的关，它们之间的关系可参照以下对应关系：系可参照以下对应关系：n假设假设T0.6 IT，那么，那么Ra0.05 IT； Rz 0.2 ITn T0.4 IT，那么，那么Ra0.025 IT； Rz 0.1 IT T0.25 IT，那么，那么Ra0.012 IT； Rz 0.05 ITn T0.25 IT，那么，那么R

11、a0.15 T； Rz 0.6 T外表粗糙度的符号外表粗糙度的符号n在图样上表示外表粗糙度的符号有三种：在图样上表示外表粗糙度的符号有三种：na为根本符号，表示外表可以用任何方法为根本符号，表示外表可以用任何方法获得；获得；b表示外表是用去除资料的方法获表示外表是用去除资料的方法获得的；得的；c表示外表是用不去除资料的方法表示外表是用不去除资料的方法获得的。获得的。n a b c外表粗糙度的代号外表粗糙度的代号na1、a2 处为粗糙度高度参数处为粗糙度高度参数的允许值的允许值m；nb处标注加工方法、镀涂或其处标注加工方法、镀涂或其它外表处置；它外表处置；nc处标出取样长度处标出取样长度mm；n

12、d标出加工纹理方向符号；标出加工纹理方向符号；ne处标出加工余量处标出加工余量mm；nf处标出间距参数值处标出间距参数值mm或或轮廓支承长度率。轮廓支承长度率。 外表粗糙度的标注外表粗糙度的标注n标注时将其标注在可见轮廓线、尺寸界限、引出线或它们的延伸线上，标注时将其标注在可见轮廓线、尺寸界限、引出线或它们的延伸线上，符号的尖端必需从资料外指向被注外表。符号的尖端必需从资料外指向被注外表。n高度参数：中选用高度参数：中选用Ra时，只需在代号中标出其参数值，时，只需在代号中标出其参数值，“Ra本身本身可以省略；可以省略；n中选用中选用Rz或或Ry时，参数和参数值都应标出；时，参数和参数值都应标出

13、；n当允许实测值中，超越规定值的个数少于总数的当允许实测值中，超越规定值的个数少于总数的16%时，应在图中时，应在图中标注上限值和下限值，标注上限值和下限值，n当一切实测值不允许超越规定值时，应在图样上标注最大值或最小值。当一切实测值不允许超越规定值时，应在图样上标注最大值或最小值。n取样长度：如按国标选用，那么可省略标注；取样长度：如按国标选用，那么可省略标注；n外表加工纹理方向：指外表微观构造的主要方向，由所采用的加工方外表加工纹理方向：指外表微观构造的主要方向，由所采用的加工方法或其它要素构成，必要时才规定。常见加工纹理方向符号见法或其它要素构成，必要时才规定。常见加工纹理方向符号见P1

14、33表表5-11。标注举例标注举例外表粗糙度的检测外表粗糙度的检测n比较法：将被测外表和外表粗糙度样板直接进展比比较法：将被测外表和外表粗糙度样板直接进展比较，多用于车间，评定外表粗糙度值较大的工件。较，多用于车间，评定外表粗糙度值较大的工件。n光切法：利用光切原理，用双管显微镜丈量。光切法：利用光切原理，用双管显微镜丈量。 常常用于丈量用于丈量Rz为为0.560m。n干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜丈量。干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜丈量。可丈量可丈量Rz和和Ry值。值。n印模法：利用石腊、低熔点合金或其它印模资料，印模法：利用石腊、低熔点合金或其它印模资料，压印在被测零件外表

15、，放在显微镜下间接地丈量被压印在被测零件外表，放在显微镜下间接地丈量被测外表的粗糙度。适用于笨重零件及内外表。测外表的粗糙度。适用于笨重零件及内外表。n针描法针描法:n三维几何外表丈量三维几何外表丈量:第六章第六章 滚动轴承的精度设计滚动轴承的精度设计一、概述一、概述n作用：轴承是一种传动支承部件，它既可以用于作用：轴承是一种传动支承部件，它既可以用于支承旋转的轴，又可以减少轴与支承部件之间的支承旋转的轴，又可以减少轴与支承部件之间的摩擦力，广泛地用于机械传动中。摩擦力，广泛地用于机械传动中。n分类：分类： n滑动轴承铜轴瓦：滑动轴承铜轴瓦：n滚动轴承滚动轴承 ：n按滚动体构造：球轴承、滚子轴

16、承、滚针轴承按滚动体构造：球轴承、滚子轴承、滚针轴承n按接受载荷方式：向心轴承、推力轴承、向心推按接受载荷方式：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承力轴承轴承的作用及分类：轴承的作用及分类：2 2滚动轴承的组成：滚动轴承的组成： n滚动轴承由内圈、滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和外圈、滚动体和坚持架组成。坚持架组成。3 3滚动轴承的安装方式：滚动轴承的安装方式： n外圈与箱体上的轴承座配合，外圈与箱体上的轴承座配合，内圈与旋转的轴颈配合。内圈与旋转的轴颈配合。 n通常外圈固定不动通常外圈固定不动因此因此外圈与轴承座为过盈配合；外圈与轴承座为过盈配合；内圈随轴一同旋转内圈随轴一同旋转内圈内圈与轴也为过

17、盈配合。与轴也为过盈配合。n 思索到运动过程中轴会受热思索到运动过程中轴会受热变形延伸，一端轴承应可以变形延伸，一端轴承应可以作轴向调理；调理好后应轴作轴向调理；调理好后应轴向锁紧。向锁紧。4 4滚动轴承的构造特点：滚动轴承的构造特点： n滚动轴承是一种规范件。滚动轴承是一种规范件。 n有内外两种互换性。有内外两种互换性。 n滚动轴承的精度要求很高。滚动轴承的精度要求很高。5 5有关滚动轴承的国标规定：有关滚动轴承的国标规定： n滚动轴承的国家规范不仅规定了滚动滚动轴承的国家规范不仅规定了滚动轴承本身的尺寸公差、旋转精度跳轴承本身的尺寸公差、旋转精度跳动公差等、丈量方法，还规定可与动公差等、丈

18、量方法，还规定可与滚动轴承相配的箱体孔和轴颈的尺寸滚动轴承相配的箱体孔和轴颈的尺寸公差、形位公差和外表粗糙度。公差、形位公差和外表粗糙度。二滚动轴承的精度设计二滚动轴承的精度设计包括滚动轴承制造的尺寸精度、形包括滚动轴承制造的尺寸精度、形位公差、外表粗糙度等。位公差、外表粗糙度等。公差等级：公差等级：n滚动轴承按其内外圈根本尺寸的公差滚动轴承按其内外圈根本尺寸的公差和旋转精度分为五级：其称号和代号和旋转精度分为五级：其称号和代号由低到高分别为由低到高分别为2.4.5.6.0GB/T307.3-1996。凡属普通级的轴承，普通在。凡属普通级的轴承，普通在轴承型号上不标注公差等级代号轴承型号上不标

19、注公差等级代号(留意留意与教材老国标比较与教材老国标比较)公差带公差带 n任何尺寸的公差带由两个要素决议：任何尺寸的公差带由两个要素决议：公差带的宽窄和公差带的位置。滚动公差带的宽窄和公差带的位置。滚动轴承的公差带也不例外，其公差带如轴承的公差带也不例外，其公差带如下图。下图。n轴承内、外径公差带的特点是：一切轴承内、外径公差带的特点是：一切公差带都单向偏置在零线下方，即上公差带都单向偏置在零线下方，即上偏向为偏向为0，下偏向为负值。，下偏向为负值。轴承内外径公差带图：轴承内外径公差带图：0654206542+0-+0-Dd轴承外径Dmp的公差带轴承内径dmp的公差带滚动轴承的根本尺寸及公差要

20、求滚动轴承的根本尺寸及公差要求1 1：n根本尺寸：滚动轴承的根本尺寸是指滚动轴承的内根本尺寸：滚动轴承的根本尺寸是指滚动轴承的内径径d、外径、外径D和轴承宽度和轴承宽度B。n轴承的配合尺寸：由于轴承内、外圈均为薄壁构造，轴承的配合尺寸：由于轴承内、外圈均为薄壁构造，制造和存放时易变形，但在装配后可以得到矫正。制造和存放时易变形，但在装配后可以得到矫正。为了便于制造，允许有一定的变形。为保证轴承与为了便于制造，允许有一定的变形。为保证轴承与结合件的配合性质，所限制的仅是内、外圈在其单结合件的配合性质，所限制的仅是内、外圈在其单一平面内的平均直径，即轴承的配合尺寸。一平面内的平均直径，即轴承的配合

21、尺寸。n外径：外径： Dmp=Dsmax+Dsmin/2n内径：内径： dmp=dsmax+dsmin/2nDsmax、Dsmin为加工后测得的最大、最小单一外径。为加工后测得的最大、最小单一外径。ndsmax、dsmin为加工后测得的最大、最小单一内径。为加工后测得的最大、最小单一内径。滚动轴承的根本尺寸及公差要求滚动轴承的根本尺寸及公差要求2 2：n尺寸制造公差：国家规范对轴承内径和外径尺寸制造公差：国家规范对轴承内径和外径尺寸公差作了两种规定：一是规定了内、外尺寸公差作了两种规定：一是规定了内、外径尺寸的最大值和最小值所允许的偏向，即径尺寸的最大值和最小值所允许的偏向，即单一内、外径偏向

22、，其目的是为了限制变形单一内、外径偏向，其目的是为了限制变形量；二是规定了内、外径实践尺寸的最大值量；二是规定了内、外径实践尺寸的最大值和最小值的平均值偏向，即单一平面平均内、和最小值的平均值偏向，即单一平面平均内、外径偏向，目的是用于轴承的配合。二者应外径偏向，目的是用于轴承的配合。二者应符合国家规范。符合国家规范。n滚动轴承的旋转精度：是指轴承内外圈的径滚动轴承的旋转精度：是指轴承内外圈的径向跳动公差；轴承内、外圈的端面对内孔轴向跳动公差；轴承内、外圈的端面对内孔轴线的端面跳动公差等。线的端面跳动公差等。+0-+0-9050知轴承的根本尺寸如知轴承的根本尺寸如下图。根据实践工况下图。根据实

23、践工况采用采用E级相当于级相当于/P6向心轴承，试画出轴向心轴承，试画出轴承孔轴公差带并标注承孔轴公差带并标注有关尺寸。有关尺寸。 es=0ES=0ei=-0.013EI=-0.01轴承公差带标注例如：轴承公差带标注例如：、滚动轴承精度等级的选择：、滚动轴承精度等级的选择： 主要思索以下几点：机器功能对轴承部件的旋转精度要求。普通这样选取详细参见教材P140表61：0：用于旋转精度要求不高的普通机构中。6、5、4：用于旋转精度要求较高或转速较高 的机构中。2：用于高精度、高转速的特别精细部件上。转速的高低：转速高时，由于与轴承配合的旋转轴或孔能够随轴承的跳动而跳动，势必呵斥旋转的不平稳，产生振

24、动和噪音。因此，转速高时，应选用精度高的轴承。 5 5、滚动轴承的选择：、滚动轴承的选择：n构外型式的选择：属于构外型式的选择：属于的范畴。的范畴。主要对轴进展受力分析，确定轴承的类型主要对轴进展受力分析，确定轴承的类型向心、推力、向心推力、轴承的根本向心、推力、向心推力、轴承的根本尺寸内径、外径、轴承宽度。尺寸内径、外径、轴承宽度。n轴承配合的精度计算：轴承是根据工况选轴承配合的精度计算：轴承是根据工况选用；与轴承相配合的轴颈、轴承座那么需用；与轴承相配合的轴颈、轴承座那么需进展精度设计：包括配合性质确实定、形进展精度设计：包括配合性质确实定、形位公差确实定、外表粗糙度确实定等。这位公差确实

25、定、外表粗糙度确实定等。这部分内容由互换性处理。部分内容由互换性处理。三滚动轴承配合的精度设计三滚动轴承配合的精度设计滚动轴承配合制：滚动轴承配合制： n滚动轴承与外圈相配合的部分采用基轴制；滚动轴承与外圈相配合的部分采用基轴制；与内圈相配合的轴采用基孔制。与内圈相配合的轴采用基孔制。n轴承内圈与轴的配合是基孔制，滚动轴承轴承内圈与轴的配合是基孔制，滚动轴承内圈一切公差等级的公差带都在零线的下内圈一切公差等级的公差带都在零线的下方且上偏向为零。其主要缘由是轴承配合方且上偏向为零。其主要缘由是轴承配合的特殊要求。在大多数情况下，轴承的内的特殊要求。在大多数情况下，轴承的内孔要随轴一同转动，两者之

26、间的配合必需孔要随轴一同转动，两者之间的配合必需有一定的过盈。有一定的过盈。轴承配合公差带轴颈、轴承座配合公差等级的选择：轴颈、轴承座配合公差等级的选择：n与滚动轴承相配合的孔、轴的公差等与滚动轴承相配合的孔、轴的公差等级与轴承的公差等级亲密相关。普通级与轴承的公差等级亲密相关。普通与与6、0轴承配合的轴，其公差等级多轴承配合的轴，其公差等级多为为IT5IT7，箱体孔多为，箱体孔多为IT6IT8等。等。配合性质的选择：配合性质的选择：n轴承配合性质的选择即是确定与轴承轴承配合性质的选择即是确定与轴承相配合的轴颈和轴承座的根本偏向代相配合的轴颈和轴承座的根本偏向代号。号。n选择轴承配合性质的根据

27、是：轴承内选择轴承配合性质的根据是：轴承内外圈所受的负载类型、轴承所受负载外圈所受的负载类型、轴承所受负载的大小、轴承的任务条件、与轴承相的大小、轴承的任务条件、与轴承相配合的孔和轴的资料和装卸要求等。配合的孔和轴的资料和装卸要求等。负载类型： n部分负载：作用于轴承上的合成径向负载与套部分负载：作用于轴承上的合成径向负载与套圈相对静止，即负载方向一直不变地作用在套圈相对静止，即负载方向一直不变地作用在套圈滚道的部分区域上。通常采用小间隙配合或圈滚道的部分区域上。通常采用小间隙配合或过渡配合。过渡配合。n循环负载：作用于轴承上的合成径向负载与套循环负载：作用于轴承上的合成径向负载与套圈相对旋转

28、，即合成径向负载依次作用在套圈圈相对旋转，即合成径向负载依次作用在套圈的整个圆周上。通常采用过盈或较紧的过渡配的整个圆周上。通常采用过盈或较紧的过渡配合。合。n摆动负载：作用于轴承上的合成径向负载与所摆动负载：作用于轴承上的合成径向负载与所承载的套圈在一定区域内相对摆动，即合成径承载的套圈在一定区域内相对摆动，即合成径向负载经常变动地作用在套圈滚道的小于向负载经常变动地作用在套圈滚道的小于180的部分圆周上。的部分圆周上。负载类型例如：负载的大小：负载的大小： n轴承在负载的作用下，套圈会发生变形，轴承在负载的作用下，套圈会发生变形，使配合面受力不均匀，引起松动。因此，使配合面受力不均匀，引起松动。因此，受重负载时配合应紧些，受轻负载时配合受重负载时配合应紧些，受轻负载时配合应松些。普通地，负载如下分类：应松些。普通地，负载如下分类：n轻负载：轻负载： P0.07Cn正常负载：正常负载：0.07CP0.15Cn重负载：重负载： P0.15C n 其中：其中：C为轴承的额定负载，数据可以从为轴承的额定负载，数据可以从有关手册中查找。有关手册中查找。任务温度：任务温度： n轴承旋转时，套圈的温度经常高于相轴承旋转时，套圈的温度经常高于相邻零件的温度。轴承的内圈能够因热邻零件的温