互換性與測(cè)試基礎(chǔ),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節(jié)：表面粗糙度的評(píng)定 一、基本概念1、什麼是表面粗糙度零件實(shí)際表面與理想表面的微觀 變化量。2、產(chǎn)生的原因在機(jī)械加工中，由于刀痕、切屑分離、塑變、振動(dòng)、磨擦等造成的。3、屬于什麼誤差在已加工表面上產(chǎn)生的微觀幾何形狀誤差。4、對(duì)機(jī)械零件的影響影響零件的： 耐磨性、穩(wěn)定性、配合性質(zhì)、疲勞強(qiáng)度、抗腐蝕性、密封性等。如圖示區(qū)別：粗糙度；波紋度；形狀誤差。 2二、表面粗糙度的基本術(shù)語(yǔ)（一）取樣長(zhǎng)度L 為判別粗糙度所需基準(zhǔn)線的一段長(zhǎng)度。（二）評(píng)定長(zhǎng)度Ln 幾段取樣長(zhǎng)度的總和。1、為何規(guī)定L ： 限制和削弱波紋度對(duì)評(píng)定結(jié)果的影響。2、為何規(guī)定Ln ，兩者關(guān)系如何： 使

2、評(píng)定結(jié)果更接近實(shí)際。Ln=5L3、L與Ln的區(qū)別：（P119表5-1） L是一段長(zhǎng)度，Ln是5段長(zhǎng)度 。 3（三）評(píng)定表面粗糙度的基準(zhǔn)線基準(zhǔn)線：評(píng)定粗糙度大小的一條參考線。1、輪廓最小二乘中線m （P119圖5-1a）niniYYYYY1222212min).(m線的位置： 在L內(nèi)，是輪廓上各點(diǎn)到m線距離的平方和為最小。m線計(jì)算公式 上述結(jié)果的Y值，就是m線位置。如上公式42、輪廓算術(shù)平均中線m 圖5-1b在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，劃分上、下面積之和相等的基準(zhǔn)線代替最小二乘中線的基準(zhǔn)線。如下圖即上、下面積相等的位置，就是平均中線m的位置。 5（一）表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)1、輪廓算術(shù)平均偏差Ra什麼是Ra：

3、在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓偏距Yi 絕對(duì)值的算術(shù)平均值。圖5-2 (5-1)(611621YYYYRian（5-2） 三、表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)及數(shù)值表達(dá)式dxxYYRa)(1 6什麼是Rz： 在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，5個(gè)最大輪廓峰高Ypi平均值和5個(gè)最大谷深Yvi的平均值之和。 圖5-3) 35(5YYRvipiz什麼是Ry： 在L內(nèi)，峰頂與谷底的垂直距離。2、微觀不平度十點(diǎn)平均高度Rz 3、輪廓最大高度Ry上述Ra、Rz、Ry是評(píng)定粗糙度的基本參數(shù)，稱高 度參數(shù)。（常用）公式：小結(jié)： 74、輪廓微觀不平度的平均（雙峰）間距Sm什麼是雙峰間距Sm：在L內(nèi)，各段雙峰長(zhǎng)度的平均值。特征：各距離長(zhǎng)度含一峰一谷。 5、

4、輪廓單峰平均間距S S：在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，兩相鄰峰頂在中線m上投影的長(zhǎng)度。特征：各距離長(zhǎng)度含兩峰。如圖 如圖如圖)55(11niiSnS 公式公式)45(11nimimSSn86、輪廓支撐長(zhǎng)度p 在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，距峰頂距離為C的平行于中線的線與輪廓相截，所得各段截線長(zhǎng)度b之和，即為支撐長(zhǎng)度p（ p=b1+b2+bn）輪廓支撐長(zhǎng)度率tp：支撐長(zhǎng)度p與取樣長(zhǎng)度L之比。雙峰間距Sm上升，Ra上升，質(zhì)量下降，接觸面下降。單峰間距S上升，Ra上升，質(zhì)量下降，接觸面下降。支撐長(zhǎng)度率tp上升，耐磨性上升或下降，應(yīng)恰當(dāng)。如下圖 )75( lppt小結(jié)： 9第二節(jié)：表面粗糙度的選擇及其標(biāo)注一、粗糙度參數(shù)及參數(shù)值的選擇

5、（一）表面粗糙度評(píng)定參數(shù)的選擇國(guó)標(biāo)規(guī)定的評(píng)定參數(shù)：Ra Rz Ry Sm S tp1、一般用高度評(píng)定參數(shù)。 即Ra 、 Rz 、 Ry常用Ra。2、要求耐磨、密封、受交變力時(shí)，可用長(zhǎng)度參數(shù)。 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）表面粗糙度參數(shù)值的選擇1、一般原則： 在滿足功能前提下，Ra應(yīng)大些。如何選擇： 工作表面Ra應(yīng)小些。如摩擦面、配合面、基準(zhǔn)面。 一般表面、非工作表面，Ra應(yīng)大些。2、如何確定Ra值：（表5-7；5-8）P1241251）依賴于IT等級(jí)。IT等級(jí)高，Ra小。2）依賴于使用狀態(tài)。（如表5-7；5-8） 11二、表面粗糙度符號(hào)

6、、代號(hào)及其標(biāo)注（一）符號(hào)（P126，表5-9） 1：可用任何方法獲得的表面。（如熱處理等）2：用去除材料的方法。 （車、銑、刨、磨）3：用不去除材料方法。（鑄、緞、焊）（二）代號(hào)（P126，圖5-7）在粗糙度旁邊的符號(hào)，用以強(qiáng)調(diào)進(jìn)一步的要求。（三）符號(hào)、代號(hào)在圖樣上的標(biāo)注P126127表5-9、5-10 12舉例 Ra的標(biāo)注（常用Ra）求：確定軸、輥Ra值的地方及Ra的大小趨勢(shì)。1、裝配圖2、零件圖： 輥軸 13舉例：Ra值的確定1、試按尺寸和形狀公差確定外圓Ra值。1）零件尺寸公差: IT=16-2=14=IT2）計(jì)算形狀公差T與尺寸公差I(lǐng)T的比值（ P124） T/IT=0.0025/0.

7、014=0.178 則: T=0.178IT3）由P124知，當(dāng)T0.25IT時(shí)，Ra等于 Ra0.15T=0.150.0025=0.375um4）確定Ra值（應(yīng)參考國(guó)標(biāo)） Ra值應(yīng)在0.20.4之間，取Ra=0.4um （注于圖上）解：如圖 答案圖142、試按尺寸和形狀公差確定外圓Ra值。1）零件尺寸公差：IT=-0.1-（-0.136）=0.0362）圓度公差T=0.0153）計(jì)算T形狀公差與尺寸公差I(lǐng)T的比值 T/IT=0.015/0.036=0.42則：T=0.42IT4）由P124知，當(dāng)T0.4IT時(shí)， Ra0.025IT 5）計(jì)算值:Ra=0.0250.036=0.9um6）確定R

8、a值（應(yīng)參考國(guó)標(biāo)）Ra值應(yīng)在0.81.6之間，取=0.8解：如圖 答案圖153、常用Ra值的經(jīng)驗(yàn)確定法1）工作表面IT5；0.20.8um（軸比孔高一級(jí)）例：軸0.2；孔用0.4；IT67；0.41.6um IT8；0.83.2um注：（1）IT等級(jí)代表尺寸或形狀公差帶T值。 （2）配合表面比工作表面高一級(jí)。 （3）定心精度要求高的表面比工作表面高二級(jí)。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 第三節(jié)：粗糙度的測(cè)量 有以下五種測(cè)量方法一、比較法利用標(biāo)有Ra值的樣板對(duì)比條紋制定Ra值。 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單

9、、方便、迅速。缺點(diǎn)：準(zhǔn)確性低。（需經(jīng)驗(yàn)）對(duì)樣板的要求：與工件的加工方法、材料、形狀一致。國(guó)標(biāo)已有樣板：鑄造、磨削、車削、鏜削、銑削等的比較樣塊 17 二、光切法利用光切顯微鏡測(cè)量表面Ra的方法。適用：Rz=0.880um的范圍。特點(diǎn)：準(zhǔn)確度高，適用范圍廣。但時(shí)間長(zhǎng)，較復(fù)雜。三、干涉法利用干涉顯微鏡測(cè)量后，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。適用Rz0.80.025um的范圍。特點(diǎn)：準(zhǔn)確度更高，使用低的粗糙度要求，時(shí)間長(zhǎng)，較復(fù)雜。四、針描法用尖端針狀小r的觸針在被測(cè)面滑動(dòng)，由傳感器將位移轉(zhuǎn)換成電量，在轉(zhuǎn)換為Ra值。特點(diǎn)：可得到較為準(zhǔn)確地Ra值?？蓽y(cè)0.020.008um范圍 18課上（測(cè)驗(yàn)）練習(xí)用于常拆卸配合的軸和過(guò)

10、盈配合的孔 ， 如下圖：分別確定軸和孔的Ra值（用查表法） 19解：確定軸：T=-0.002-（-0.022）=0.02 =5080時(shí)，T=0.019時(shí)（接近20）對(duì)應(yīng)IT6, （IT6 軸 5080）， Ra=0.8 確定孔：T=0.022-0.001=0.021 =1830時(shí)，T=0.021時(shí)，對(duì)應(yīng)IT7, （IT7 孔 50 ）， Ra=0.8 確定軸和孔的Ra值（用查表法）題圖答案圖查P18查P124查P18查P12420 作業(yè)：1、什麼是表面粗糙度？粗糙度產(chǎn)生的原因主要是什麼？2、表面粗糙度屬于什麼誤差？粗糙度對(duì)機(jī)械零件有何影響？3、什麼是Ra? 什麼是RZ? 什麼是Ry?4、選擇零

11、件表面粗糙度大小的原則是在滿足零件（ ） 的前提下，粗糙度的值應(yīng)（ ）。5、零件的工作表面粗糙度的值應(yīng)（ ），一般表面零件粗糙度的值應(yīng)（ ）。6、表面粗糙度的值依賴于IT等級(jí)的（ ）。IT等級(jí)越 高，Ra的值（ ）。IT等級(jí)越低，Ra的值（ ）。21十二章十二章 圓柱齒輪的檢測(cè)圓柱齒輪的檢測(cè)（本章符號(hào)不同）（本章符號(hào)不同） 概述： 齒輪傳動(dòng)用于傳遞動(dòng)力，是一種常用的傳動(dòng)副。應(yīng)用廣泛。齒輪的制造精度將對(duì)其傳動(dòng)精度、使用壽命起到重要的影響。應(yīng)對(duì)重要指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)齒厚偏差測(cè)量齒厚偏差測(cè)量一、基本概念Ess：齒厚上偏差。Esi：齒厚下偏差。為保證齒輪傳動(dòng)側(cè)隙，均應(yīng)是負(fù)值。（不用值，只用負(fù)值。）如下圖12

12、-15P240 221、齒厚偏差：在分度圓圓柱面上，法向齒厚的實(shí)際值與公稱值之差。2、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：為便于測(cè)量，用分度圓上的弦齒厚S來(lái)評(píng)定齒厚。3、存在測(cè)量誤差的原因： （分度圓位置：應(yīng)由實(shí)際回轉(zhuǎn)中心的位置來(lái)確定）受測(cè)量工具結(jié)構(gòu)限制，現(xiàn)用實(shí)際齒頂園來(lái)確定分度園，所以帶來(lái)測(cè)量誤差。 23二、被測(cè)齒輪模數(shù)m=3；齒數(shù)z=36 ；壓力角a=20 ；精度=7HMJB179-83（7級(jí)精度；HM：齒厚極限偏差代號(hào)；JB179-83：精度標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)）公稱齒頂園直徑：設(shè)De =114。實(shí)際齒頂園直徑：假設(shè)De=113.918。實(shí)際齒頂園偏差：De -De=0.082。1、分度園理論弦齒高度h：（參閱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、理論分度園弦齒厚：（參閱P306） S=mZsin(90/Z)=336sin(90/36)=4.243、齒厚偏差：注：為保證齒輪傳動(dòng)側(cè)隙， Ess：齒厚上偏差、Esi：齒厚下偏差均應(yīng)是負(fù)值。（所以不用值，只用負(fù)值。）Ess齒厚上偏差，查P249 表12-11、根據(jù)齒輪精度H=-8 fpt ；查（國(guó)標(biāo)）知：根據(jù)齒輪上偏差7級(jí)精度f(wàn)pt=14，（m=3） 計(jì)算：Ess=-8fpt=-814=-112umEsi齒

14、厚下偏差，查P249 表12-11、根據(jù)齒輪精度M=-20fpt ；查（國(guó)標(biāo)） 知：根據(jù)齒輪下偏差7級(jí)精度f(wàn)pt=14， （m=3） 計(jì)算：Esi=-20fpt=-2014=-280 um（上述被測(cè)齒輪理論參數(shù)即已求出） 25公法線長(zhǎng)度測(cè)量公法線長(zhǎng)度測(cè)量公法線長(zhǎng)度：跨K個(gè)齒的異側(cè)齒廓間的公共法線長(zhǎng)度。如圖： 一、被測(cè)齒輪 1、基本參數(shù)：m=3,z=36 ;a=20 ；精度=7HMJB179-832、公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量公差： Fw=28um 3、跨齒數(shù)K ：（取4，因?qū)嶋H值4.5）可按公式K=（Z/9）+0.5取整數(shù)。K= =（36/9）+0.5=4.54、公法線公稱長(zhǎng)度 (P292 ) W=m【

15、1.4761(2K-1)+0.014 Z】 =3【1.4761(24-1)+0.01436】=32.5101mm 265、公法線平均長(zhǎng)度極限偏差（參閱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（由前邊齒厚實(shí)驗(yàn)得出）（參閱國(guó)標(biāo)，按7級(jí)精度、m=3、De值查出Fr） Fr=36um；齒圈徑向跳動(dòng)公差。二、測(cè)量結(jié)果：1、公法線長(zhǎng)度：按跨距K=4，測(cè)量六個(gè)數(shù)據(jù)，按序號(hào)填入表中。得到六個(gè)實(shí)際公法線的長(zhǎng)度：W1、W2、W3 、W4 、W5、W6。 272、公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量：Fw=WmaxWmin=A （自定符號(hào)）A應(yīng)小于公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量公差：F w=28um；A28um；此時(shí)公法線長(zhǎng)度是合格的。 Wmax：實(shí)際公法線最大長(zhǎng)度mm。Wmin：實(shí)際公法線最小長(zhǎng)度mm。3、公法線平均長(zhǎng)度W平均=（W1+W2+W3+W4+W5+W6）/6 =B （自定符號(hào)） B應(yīng)小于W公稱（公法線公稱