当前课程知识点：机械精度设计基础 > 第四章 表面微观轮廓精度与检测 > 4.4 表面微观轮廓精度的设计 > 4.4.1 表面粗糙度参数及数值的选用原则
同学们好
这节课我们来学习
表面微观轮廓精度设计
表面粗糙度参数及其数值
选用的合理与否
直接影响到机器的使用性能和寿命
特别是对装配精度要求高
运动速度要求高
密封性能要求高的产品
更具有重要的意义
设计者在选用表面粗糙度参数和数值时
应该从使用功能出发
并考虑包括载荷 润滑 材料
运动方向 速度 温度 成本等因素
经调查研究后 予以确定
在缺少充分资料的条件下
类似的设计和加工方法的经验
常能提供有用的参考和选择
以免采用不合理的技术要求和加工过程
一 参数的选用
前面说过表面粗糙度
参数涉及到三种类型
第一种是与高度有关的参数
第二种是与间距有关的参数
第三种是与形状特征有关的参数
与高度特性有关的评定参数
是基本评定参数
通常只给出Ra或Rz及其允许值
与间距和形状特性有关的参数
是附加参数
在有特殊要求时才选用
参数Ra的概念直观
Ra值反应表面粗糙度轮廓特征的信息量大
且Ra值用触针式轮廓仪测量比较容易
所以普遍采用
对于极光滑的表面和粗糙的表面
或者测量部位很小
峰谷的个数比较少的表面
采用Rz作为评定参数更为合理
在确定表面粗糙度参数值时
应该考虑如下因素
一 零件表面的功能要求
即严格程度
二 加工的经济性
三 在GB/T1031-2009
标准中规定的参数值选择
四 每个数值的应用场合
五 选择时可采用类比法
在生产实际中
对零件表面微观特征的控制
并不在于寻求最光滑的表面
而是为了获得符合使用要求的
适当的表面粗糙度
而且要采取最经济的加工方法
保证实现这个目的
以表面粗糙度参数值
与耐磨性之间的函数关系为例
表面的耐磨性
受表面粗糙度参数值的影响
定性的来说
表面粗糙度参数值越大
耐磨性越差
随着表面粗糙度参数值的减小
耐磨性得到了改善
但表面粗糙度参数值进一步减小时
耐磨性反而会变差
其原因有多个方面
主要有相互接触的表面
随着粗糙度数值的减小
表面的微观的峰和谷的磨损也会减小
为了改善零件表面的耐磨性
通常对表面
采取某种特定的润滑方式
在相互摩擦的表面之间
可以形成润滑油膜
润滑油膜的厚度
和表面粗糙度参数值
具有某种函数关系
随着表面粗糙度数值进一步减小
在零件的表面上
形成的润滑油膜的厚度变薄
耐磨性变差
所以表面粗糙度参数值
和耐磨性的关系
是一条山峰曲线
在这条曲线当中
最佳的耐磨性指标
对应的某一个表面粗糙度参数值
该值不一定是最小值
在确定表面粗糙度参数值时
应该考虑到耐磨性
与表面粗糙度参数值之间的关系
加以合理确定
在确定表面粗糙度参数值时
应参照如下原则
一 在同一零件上
工作面粗糙度参数值
通常比非工作面粗糙度参数值要小
二 摩擦表面比非摩擦表面粗
糙度参数值要小
滚动摩擦的表面粗糙度参数值
比滑动摩擦的表面粗糙度参数值要小
三 相对运动速度高 单位面积压力大
受交变应力作用的表面
粗糙度参数值应该取的小一些
四 对要求配合性质稳定的配合表面
如小间隙配合的配合表面
受重载荷作用的过盈配合的表面
应选用较小的表面粗糙度参数值
五 表面粗糙度参数值
应与尺寸公差和几何公差协调
可参考表4-2所列
按几何公差与尺寸公差的比值
确定表面粗糙度参数值
尺寸公差等级越高
则表面粗糙度参数值应该越小
大家看表4-2
表面粗糙度参数值与尺寸公差值
几何公差值的一般关系
在表格中几何公差
占尺寸公差的百分率
约等于60%时
Ra的参数值与尺寸公差的比值
一般不超过5%
Rz与尺寸公差数值的比值
一般不超过20%
当几何公差占尺寸公差的百分率
为约等于百分之四十时
Ra的数值与尺寸公差的比值
一般不超过2.5%
Rz与尺寸公差的比值
一般不超过10%
当几何公差占尺寸公差的百分率
为约等于25%时
Ra的数值与尺寸公差的比值
一般不超过1.2%
Rz与尺寸公差比值
一般不超过5%
六 凡有关标准
已对表面粗糙度要求作出规定的
比如与滚动轴承配合的轴径
和外壳孔的表面粗糙度
应按该标准规定的表面粗糙度
参数值的大小来选取
七 同一公差等级的零件
小尺寸的零件的表面粗糙度参数值
应该比大尺寸的零件
表面粗糙度参数值要小一些
其原因就是同样的表面粗糙度参数值
对于小尺寸的零件
所产生的相对影响要大
八 相互配合的孔轴
轴的表面粗糙度数值
应该比孔的表面粗糙度参数值小一些
其原因就是因为孔和轴的加工方式不同
加工的难度不同
所形成的成本有区别
定性的来说
轴的加工比孔的加工相对容易
孔的加工难度
要比轴的加工难度要大
所以在提出表面粗糙度参数值要求的时候
轴的表面粗糙度参数值要小一些
其他条件相同时
间隙配合的表面粗糙度参数值应该比
过盈配合的表面粗糙度参数值小一些
九 对防腐蚀密封性要求高的表面
粗糙度参数值应该小一些
十 对于机械设备上的操作手柄 食品用具
及卫生设备等特殊用途的零件表面
因与其尺寸大小和公差等级无关
一般应选取较小的表面粗糙度参数值
以保证外观光滑 亮洁
同时零件的表面粗糙度
和相应的功能之间的关系
比如食品机械的表面
由于受到食品卫生法的相应要求
凡是与食品相接触的表面
不允许有食物的残渣残留
所以表面粗糙度数值应该规定的小一些
好 这节课就讲到这里
同学们再见
-1.2 机械精度设计的研究对象
-1.3 标准化与优先数系
-1.4 几何量测量的基本知识
-讨论题1
-讨论题2
-讨论题3
-第一章 作业
-2.1 基本术语及其定义
-2.2 极限与配合国家标准的构成
-2.3 尺寸精度设计
-讨论题4
-讨论题5
-讨论题6
-第二章作业
-3.1 概述
--3.1.1 概述
-3.2 几何公差的标注方法及公差带
-3.3 公差原则
-3.5 几何精度的检测与评定
-讨论题7
-讨论题8
-讨论题9
-第三章作业
-4.4 表面微观轮廓精度的设计
-第四章作业
-第五章作业
-第六章作业
-第七章作业
-第八章作业
-9.3 圆锥要素的精度设计
-第九章作业
-10.1 尺寸链的基本概念
-10.2 用完全互换法计算尺寸链
-第十章作业
-11.1 典型零件精度设计
-第十一章作业
-期末考试
