互换性与测试基础,第五章演示文稿

1、1第五章第五章 表面粗糙度表面粗糙度第一节：表面粗糙度的评定 一、基本概念1、什麽是表面粗糙度零件实际表面与理想表面的微观 变化量。2、产生的原因在机械加工中，由于刀痕、切屑分离、塑变、振动、磨擦等造成的。3、属于什麽误差在已加工表面上产生的微观几何形状误差。4、对机械零件的影响影响零件的： 耐磨性、稳定性、配合性质、疲劳强度、抗腐蚀性、密封性等。如图示区别：粗糙度；波纹度；形状误差。 2二、表面粗糙度的基本术语（一）取样长度L 为判别粗糙度所需基准线的一段长度。（二）评定长度Ln 几段取样长度的总和。1、为何规定L ： 限制和削弱波纹度对评定结果的影响。2、为何规定Ln ，两者关系如何： 使

2、评定结果更接近实际。Ln=5L3、L与Ln的区别：（P119表5-1） L是一段长度，Ln是5段长度 。 3（三）评定表面粗糙度的基准线基准线：评定粗糙度大小的一条参考线。1、轮廓最小二乘中线m （P119图5-1a）niniYYYYY1222212min).(m线的位置： 在L内，是轮廓上各点到m线距离的平方和为最小。m线计算公式 上述结果的Y值，就是m线位置。如上公式42、轮廓算术平均中线m 图5-1b在取样长度内，划分上、下面积之和相等的基准线代替最小二乘中线的基准线。如下图即上、下面积相等的位置，就是平均中线m的位置。 5（一）表面粗糙度的评定参数1、轮廓算术平均偏差Ra什麽是Ra：

3、在取样长度内，轮廓偏距Yi 绝对值的算术平均值。图5-2 (5-1)(611621YYYYRian（5-2） 三、表面粗糙度的评定参数及数值表达式dxxYYRa)(1 6什麽是Rz： 在取样长度内，5个最大轮廓峰高Ypi平均值和5个最大谷深Yvi的平均值之和。 图5-3) 35(5YYRvipiz什麽是Ry： 在L内，峰顶与谷底的垂直距离。2、微观不平度十点平均高度Rz 3、轮廓最大高度Ry上述Ra、Rz、Ry是评定粗糙度的基本参数，称高 度参数。（常用）公式：小结： 74、轮廓微观不平度的平均（双峰）间距Sm什麽是双峰间距Sm：在L内，各段双峰长度的平均值。特征：各距离长度含一峰一谷。 5、

4、轮廓单峰平均间距S S：在取样长度内，两相邻峰顶在中线m上投影的长度。特征：各距离长度含两峰。如图 如图如图)55(11niiSnS 公式公式)45(11nimimSSn86、轮廓支撑长度p 在取样长度内，距峰顶距离为C的平行于中线的线与轮廓相截，所得各段截线长度b之和，即为支撑长度p（ p=b1+b2+bn）轮廓支撑长度率tp：支撑长度p与取样长度L之比。双峰间距Sm上升，Ra上升，质量下降，接触面下降。单峰间距S上升，Ra上升，质量下降，接触面下降。支撑长度率tp上升，耐磨性上升或下降，应恰当。如下图 )75( lppt小结： 9第二节：表面粗糙度的选择及其标注一、粗糙度参数及参数值的选择

5、（一）表面粗糙度评定参数的选择国标规定的评定参数：Ra Rz Ry Sm S tp1、一般用高度评定参数。 即Ra 、 Rz 、 Ry常用Ra。2、要求耐磨、密封、受交变力时，可用长度参数。 例：耐磨性要求高的零件，可提出tp。 密封性要求高的零件，可提出Sm、S。 10（二）表面粗糙度参数值的选择1、一般原则： 在满足功能前提下，Ra应大些。如何选择： 工作表面Ra应小些。如摩擦面、配合面、基准面。 一般表面、非工作表面，Ra应大些。2、如何确定Ra值：（表5-7；5-8）P1241251）依赖于IT等级。IT等级高，Ra小。2）依赖于使用状态。（如表5-7；5-8） 11二、表面粗糙度符号

6、、代号及其标注（一）符号（P126，表5-9） 1：可用任何方法获得的表面。（如热处理等）2：用去除材料的方法。 （车、铣、刨、磨）3：用不去除材料方法。（铸、缎、焊）（二）代号（P126，图5-7）在粗糙度旁边的符号，用以强调进一步的要求。（三）符号、代号在图样上的标注P126127表5-9、5-10 12举例 Ra的标注（常用Ra）求：确定轴、辊Ra值的地方及Ra的大小趋势。1、装配图2、零件图： 辊轴 13举例：Ra值的确定1、试按尺寸和形状公差确定外圆Ra值。1）零件尺寸公差: IT=16-2=14=IT2）计算形状公差T与尺寸公差IT的比值（ P124） T/IT=0.0025/0.

7、014=0.178 则: T=0.178IT3）由P124知，当T0.25IT时，Ra等于 Ra0.15T=0.150.0025=0.375um4）确定Ra值（应参考国标） Ra值应在0.20.4之间，取Ra=0.4um （注于图上）解：如图 答案图142、试按尺寸和形状公差确定外圆Ra值。1）零件尺寸公差：IT=-0.1-（-0.136）=0.0362）圆度公差T=0.0153）计算T形状公差与尺寸公差IT的比值 T/IT=0.015/0.036=0.42则：T=0.42IT4）由P124知，当T0.4IT时， Ra0.025IT 5）计算值:Ra=0.0250.036=0.9um6）确定R

8、a值（应参考国标）Ra值应在0.81.6之间，取=0.8解：如图 答案图153、常用Ra值的经验确定法1）工作表面IT5；0.20.8um（轴比孔高一级）例：轴0.2；孔用0.4；IT67；0.41.6um IT8；0.83.2um注：（1）IT等级代表尺寸或形状公差带T值。 （2）配合表面比工作表面高一级。 （3）定心精度要求高的表面比工作表面高二级。例：工作表面1.6；配合表面0.8高些；定心表面0.4最高。2）非工作表面 IT9IT10；Ra=3.2；6.3；12.5；25；50 16 第三节：粗糙度的测量 有以下五种测量方法一、比较法利用标有Ra值的样板对比条纹制定Ra值。 优点：简单

9、、方便、迅速。缺点：准确性低。（需经验）对样板的要求：与工件的加工方法、材料、形状一致。国标已有样板：铸造、磨削、车削、镗削、铣削等的比较样块 17 二、光切法利用光切显微镜测量表面Ra的方法。适用：Rz=0.880um的范围。特点：准确度高，适用范围广。但时间长，较复杂。三、干涉法利用干涉显微镜测量后，进行数据处理。适用Rz0.80.025um的范围。特点：准确度更高，使用低的粗糙度要求，时间长，较复杂。四、针描法用尖端针状小r的触针在被测面滑动，由传感器将位移转换成电量，在转换为Ra值。特点：可得到较为准确地Ra值。可测0.020.008um范围 18课上（测验）练习用于常拆卸配合的轴和过

10、盈配合的孔 ， 如下图：分别确定轴和孔的Ra值（用查表法） 19解：确定轴：T=-0.002-（-0.022）=0.02 =5080时，T=0.019时（接近20）对应IT6, （IT6 轴 5080）， Ra=0.8 确定孔：T=0.022-0.001=0.021 =1830时，T=0.021时，对应IT7, （IT7 孔 50 ）， Ra=0.8 确定轴和孔的Ra值（用查表法）题图答案图查P18查P124查P18查P12420 作业：1、什麽是表面粗糙度？粗糙度产生的原因主要是什麽？2、表面粗糙度属于什麽误差？粗糙度对机械零件有何影响？3、什麽是Ra? 什麽是RZ? 什麽是Ry?4、选择零

11、件表面粗糙度大小的原则是在满足零件（ ） 的前提下，粗糙度的值应（ ）。5、零件的工作表面粗糙度的值应（ ），一般表面零件粗糙度的值应（ ）。6、表面粗糙度的值依赖于IT等级的（ ）。IT等级越 高，Ra的值（ ）。IT等级越低，Ra的值（ ）。21十二章十二章 圆柱齿轮的检测圆柱齿轮的检测（本章符号不同）（本章符号不同） 概述： 齿轮传动用于传递动力，是一种常用的传动副。应用广泛。齿轮的制造精度将对其传动精度、使用寿命起到重要的影响。应对重要指标进行检测齿厚偏差测量齿厚偏差测量一、基本概念Ess：齿厚上偏差。Esi：齿厚下偏差。为保证齿轮传动侧隙，均应是负值。（不用值，只用负值。）如下图12

12、-15P240 221、齿厚偏差：在分度圆圆柱面上，法向齿厚的实际值与公称值之差。2、评价标准：为便于测量，用分度圆上的弦齿厚S来评定齿厚。3、存在测量误差的原因： （分度圆位置：应由实际回转中心的位置来确定）受测量工具结构限制，现用实际齿顶园来确定分度园，所以带来测量误差。 23二、被测齿轮模数m=3；齿数z=36 ；压力角a=20 ；精度=7HMJB179-83（7级精度；HM：齿厚极限偏差代号；JB179-83：精度标准代号）公称齿顶园直径：设De =114。实际齿顶园直径：假设De=113.918。实际齿顶园偏差：De -De=0.082。1、分度园理论弦齿高度h：（参阅P306后整理

13、）h=m1+Z/2【1-cos(90/Z)】-(De-De)/2 h=31+36/2【1-con（90/36）】 （114-113.3.18）/2=3.041-0.041 =3mm 242、理论分度园弦齿厚：（参阅P306） S=mZsin(90/Z)=336sin(90/36)=4.243、齿厚偏差：注：为保证齿轮传动侧隙， Ess：齿厚上偏差、Esi：齿厚下偏差均应是负值。（所以不用值，只用负值。）Ess齿厚上偏差，查P249 表12-11、根据齿轮精度H=-8 fpt ；查（国标）知：根据齿轮上偏差7级精度fpt=14，（m=3） 计算：Ess=-8fpt=-814=-112umEsi齿

14、厚下偏差，查P249 表12-11、根据齿轮精度M=-20fpt ；查（国标） 知：根据齿轮下偏差7级精度fpt=14， （m=3） 计算：Esi=-20fpt=-2014=-280 um（上述被测齿轮理论参数即已求出） 25公法线长度测量公法线长度测量公法线长度：跨K个齿的异侧齿廓间的公共法线长度。如图： 一、被测齿轮 1、基本参数：m=3,z=36 ;a=20 ；精度=7HMJB179-832、公法线长度变动量公差： Fw=28um 3、跨齿数K ：（取4，因实际值4.5）可按公式K=（Z/9）+0.5取整数。K= =（36/9）+0.5=4.54、公法线公称长度 (P292 ) W=m【

15、1.4761(2K-1)+0.014 Z】 =3【1.4761(24-1)+0.01436】=32.5101mm 265、公法线平均长度极限偏差（参阅P241） 上偏差：Ewms=Esscosa-0.72Frsina =-112cosa-0.7236sina=-115 um下偏差：Ewmi=Esicosa-0.72Frsina =-280cosa-0.7236sina=-274 um注：Ess=-112；Esi=-280（由前边齿厚实验得出）（参阅国标，按7级精度、m=3、De值查出Fr） Fr=36um；齿圈径向跳动公差。二、测量结果：1、公法线长度：按跨距K=4，测量六个数据，按序号填入表中。得到六个实际公法线的长度：W1、W2、W3 、W4 、W5、W6。 272、公法线长度变动量：Fw=WmaxWmin=A （自定符号）A应小于公法线长度变动量公差：F w=28um；A28um；此时公法线长度是合格的。 Wmax：实际公法线最大长度mm。Wmin：实际公法线最小长度mm。3、公法线平均长度W平均=（W1+W2+W3+W4+W5+W6）/6 =B （自定符号） B应小于W公称（公法线公称