【機械設計】表面粗糙度的應用

【機械設計】表面粗糙度的應用的圖1


【機械設計】表面粗糙度的應用的圖2

表面粗糙度的應用


【機械設計】表面粗糙度的應用的圖3

一、表面粗糙度


表面粗糙度是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離(波距)很小(在1mm以下),用肉眼是難以區別的,因此它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小,則表面越光滑。表面粗糙度的大小,對機械零件的使用性能有很大的影響,主要表現在以下幾個方面:

1) 表面粗糙度影響零件的耐磨性。表面越粗糙,配合表面間的有效接觸面積越小,壓強越大,磨損就越快。 2) 表面粗糙度影響配合性質的穩定性。對間隙配合來說,表面越粗糙,就越易磨損,使工作過程中間隙逐漸增大;對過盈配合來說,由于裝配時將微觀凸峰擠平,減小了實際有效過盈,降低了聯結強度。 3) 表面粗糙度影響零件的疲勞強度。粗糙零件的表面存在較大的波谷,它們像尖角缺口和裂紋一樣,對應力集中很敏感,從而影響零件的疲勞強度。 4) 表面粗糙度影響零件的抗腐蝕性。粗糙的表面,易使腐蝕性氣體或液體通過表面的微觀凹谷滲入到金屬內層,造成表面腐蝕。 5) 表面粗糙度影響零件的密封性。粗糙的表面之間無法嚴密地貼合,氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。 6)表面粗糙度影響零件的接觸剛度。接觸剛度是零件結合面在外力作用下,抵抗接觸變形的能力。機器的剛度在很大程度上取決于各零件之間的接觸剛度。 7)影響零件的測量精度。零件被測表面和測量工具測量面的表面粗糙度都會直接影響測量的精度,尤其是在精密測量時。 此外,表面粗糙度對零件的鍍涂層、導熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動的阻力、導體表面電流的流通等都會有不同程度的影響。


二、表面粗糙度的實際應用


表面粗糙度對零件使用情況有很大影響。一般說來,表面粗糙度數值小,會提高配合質量,減少磨損,延長零件使用壽命,但零件的加工費用會增加。因此,要正確、合理地選用表面粗糙度數值。在設計零件時,表面粗糙度數值的選擇,是根據零件在機器中的作用決定的。總的原則是:

在保證滿足技術要求的前提下,選用較大的表面粗糙度數值。具體選擇時,可以參考下述原則: (1)工作表面比非工作表面的粗糙度數值小。 (2)摩擦表面比不摩擦表面的粗糙度數值小。摩擦表面的摩擦速度愈高,所受的單位壓力愈大,則應愈高;滾動磨擦表面比滑動磨擦表面要求粗糙度數值小。 (3)對間隙配合,配合間隙愈小,粗糙度數值應愈小;對過盈配合,為保證連接強度的牢固可靠, 載荷愈大,要求粗糙度數值愈小。一般情況間隙配合比過盈醞合粗糙度數值要小。 (4)配合表面的粗糙度應與其尺寸精度要求相當。配合性質相同時,零件尺寸愈小,則應粗糙度數值愈小;同一精度等級,小尺寸比大尺寸要粗糙度數值小,軸比孔要粗糙度數值小(特別是IT8~IT5的精度)。 (5)受周期性載荷的表面及可能會發生應力集中的內圓角、凹稽處粗糙度數值應較小。

三、表面粗糙度的表示


通常用Ra標記表面粗糙度,Ra值越小,表面越光滑,不同的表面粗糙度對應于不同的加工要求,具體要求如下: 【機械設計】表面粗糙度的應用的圖4

表面粗糙度的選擇對零件的使用有很大影響, 一般而言,較小的表面粗糙度值將改善裝配質量,減少磨損并延長零件的使用壽命,但零件的加工成本會增加。

因此,應正確合理地選擇表面粗糙度值,設計零件時,表面粗糙度值的選擇取決于零件在機器中的作用。

【機械設計】表面粗糙度的應用的圖5

三、表面粗糙度的選擇


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【機械設計】表面粗糙度的應用的圖6【機械設計】表面粗糙度的應用的圖7

【機械設計】表面粗糙度的應用的圖8

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【機械設計】表面粗糙度的應用的圖10


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