第一章 固体表面.

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1、 第二章 表面形貌和表面性质第一节第一节 表面形貌表面形貌表面间的摩擦表面间的摩擦受接触表面的受接触表面的表面性质表面性质和和表面接触状态影响表面接触状态影响一一. .表面形貌表面形貌表面形貌表面形貌=材料几何形状的详细图形，着重研究表材料几何形状的详细图形，着重研究表面微凸面微凸表面间的摩擦表面间的摩擦体高度的变化，体高度的变化，表面形貌由表面形貌由形状公差、波纹度和表面粗糙度形状公差、波纹度和表面粗糙度组成。组成。表面粗糙度表面粗糙度+ +波纹度波纹度+ +形状公差形状公差= =实际表面形貌实际表面形貌波高：相邻波峰波谷间垂直距离波高：相邻波峰波谷间垂直距离波距：相邻波峰（波谷）水平距离。

2、波距：相邻波峰（波谷）水平距离。(1)(1)表面粗糙度：波距小表面粗糙度：波距小( (小于小于1 mm)1 mm)波高低波高低- -材材料表面的料表面的微观几何形状误差微观几何形状误差。工程上采用表面粗工程上采用表面粗糙度表征表面形貌参数糙度表征表面形貌参数。(2) (2) 波纹度波纹度-材料表面材料表面周期性周期性出现的几何形状误出现的几何形状误差。差。波距范围为波距范围为1-10 mm1-10 mm，是是中间几何形貌误差中间几何形貌误差，波距和波高表示。波距和波高表示。(3)(3)形状公差形状公差-实际与理想表面形状实际与理想表面形状宏观几何形状宏观几何形状误差误差，波距波距10 mm10

3、 mm以上以上。表面形貌分析中，不考虑。表面形貌分析中，不考虑。表面粗糙度的特征：表面粗糙度的特征：1.1.变化规律：变化规律：呈现某种规律性变化或为呈现某种规律性变化或为无规律的随机变化特征。无规律的随机变化特征。2.2.与摩擦磨损关系密切：与摩擦磨损关系密切：表面粗糙度与表面粗糙度与接触表面的压力分布、接触变形程度、接触表面的压力分布、接触变形程度、分子吸引力的大小、以及摩擦阻力和摩分子吸引力的大小、以及摩擦阻力和摩擦成因密切相关。擦成因密切相关。二二. . 表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数高度特征参数高度特征参数: :沿着垂直于中心线的方向测量沿着垂直于中心线的方向测量包括：包括

4、：(1)(1)轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差 - -R Ra a(2)(2)微观不平度十点平均高度微观不平度十点平均高度-R Rz z(3)(3)轮廓最大高度轮廓最大高度-R Ry y 间距特征参数：间距特征参数：是沿着中心线方向测量的，是沿着中心线方向测量的，能直接反映表面加工纹理的细密程度。包括：能直接反映表面加工纹理的细密程度。包括：(1)(1)轮廓微观不平度的平均间距轮廓微观不平度的平均间距S Sm m (2)(2)轮廓的单峰平均间距轮廓的单峰平均间距S S形状特征参数：形状特征参数：用轮廓支撑长度率表示。用轮廓支撑长度率表示。(1)(1)轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差 Ra: R

5、a: 在取样长度在取样长度l内，轮廓内，轮廓上各点到中心线距离的绝对值的算术平均值，上各点到中心线距离的绝对值的算术平均值， y yi i：轮廓上点与中心线的距离轮廓上点与中心线的距离; ;n n: :标准长度内测量次数。标准长度内测量次数。左图为一条典型的表面轮廓曲线左图为一条典型的表面轮廓曲线y(x)y(x)。l 为取样长度；为取样长度；m-mm-m为为轮廓中心线轮廓中心线，该线之上轮廓包围的面积与之下，该线之上轮廓包围的面积与之下包围的面积相等；包围的面积相等；y yi i 为轮廓上的点与中心线的距离。为轮廓上的点与中心线的距离。 近似为近似为1.1.表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定

6、参数- -高度特征参数高度特征参数 算术平均偏差算术平均偏差R Ra a的特点：的特点：能充分反映表面微观几何形状高度方面的特性，能充分反映表面微观几何形状高度方面的特性，但因受计量器具功能的限制，不用作过于粗糙或但因受计量器具功能的限制，不用作过于粗糙或太光滑的表面的评定参数；不能真实反映出表面太光滑的表面的评定参数；不能真实反映出表面轮廓的离散性和波动性。但由于其定义与测量仪轮廓的离散性和波动性。但由于其定义与测量仪表读数设计原理一致，作为衡量表面粗糙度的主表读数设计原理一致，作为衡量表面粗糙度的主要参数，被广泛采用。要参数，被广泛采用。轮廓均方根偏差轮廓均方根偏差 R Rq q（RMSR

7、MS）或均方根值）或均方根值：轮廓轮廓线上各点距中心线距离平方和的均方根。线上各点距中心线距离平方和的均方根。例题：例题：有两条正弦曲线轮廓，其波长分别为有两条正弦曲线轮廓，其波长分别为和和2 2 ，最大振幅为，最大振幅为A A0 0，试证明两条轮廓具有，试证明两条轮廓具有相等的相等的R Ra a。(2)(2)微观不平度十点平均高度微观不平度十点平均高度R Rz z：在取样长度内，在取样长度内，5 5个个最大轮廓峰高平均值和最大轮廓峰高平均值和5 5个最大轮廓谷深平均值之和，个最大轮廓谷深平均值之和，y ypipi第第i i个最高的轮廓峰高，个最高的轮廓峰高，y yvivi第第i i个最低的轮

8、廓谷深。个最低的轮廓谷深。只能反映轮廓的峰高，不能反映峰顶的尖锐或平钝只能反映轮廓的峰高，不能反映峰顶的尖锐或平钝的几何特性，同时若取点不同，则所得的几何特性，同时若取点不同，则所得R Rz z值不同，因值不同，因此受测量者的主观影响较大。此受测量者的主观影响较大。(3)(3)轮廓最大高度轮廓最大高度RyRy在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓离。峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点。最高点和最低点。R Ry y 值是微观不平度值是微观不平度1010点中最高点和最低点至中线的垂直点中最高点

9、和最低点至中线的垂直距离之和，因此它不如距离之和，因此它不如R Rz z值反映的几何特性准确，它对值反映的几何特性准确，它对某些表面上不允许出现较深的加工痕迹和小零件的表面某些表面上不允许出现较深的加工痕迹和小零件的表面质量有实用意义。质量有实用意义。n三个评定主参数对照三个评定主参数对照a a：能客观地反映表面微观几何形状的特征。：能客观地反映表面微观几何形状的特征。z z：反映表面微观几何形状特征方面不如：反映表面微观几何形状特征方面不如a a全面全面，但测量方便。，但测量方便。y y：所反映表面微观几何形状特征更不全面，但：所反映表面微观几何形状特征更不全面，但测量十分简便，弥补了测量十

10、分简便，弥补了a a、z z不能测量极小面不能测量极小面积的不足。积的不足。确定表面粗糙度时，可在三项高度特性方面的参确定表面粗糙度时，可在三项高度特性方面的参数中数中R Ra a、R Rz z、R Ry y 选取，只有当用高度参数不能满选取，只有当用高度参数不能满足表面功能要求时，才选取附加参数。足表面功能要求时，才选取附加参数。轮廓峰：轮廓峰：是指在取样长度是指在取样长度l内轮廓与中线相交，连内轮廓与中线相交，连接两相邻交点向外接两相邻交点向外( (从材料到周围介质从材料到周围介质) )的轮廓部的轮廓部分。分。轮廓谷：轮廓谷：是指在取样长度是指在取样长度l内轮廓与中线相交，连内轮廓与中线相

11、交，连接两相邻交点向内接两相邻交点向内( (从周围介质到材料从周围介质到材料) )的轮廓部的轮廓部分。分。轮廓单峰：轮廓单峰：是指两相邻轮廓最低点之间的轮廓部是指两相邻轮廓最低点之间的轮廓部分，它没有基准线。分，它没有基准线。同一同一个轮廓峰可能有两个或多个轮廓峰可能有两个或多个轮廓单峰。个轮廓单峰。2.2.表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数- -间距特征参数间距特征参数 (1)(1)轮廓微观不平度的平均间距轮廓微观不平度的平均间距S Sm m：在取样长度内，在取样长度内，轮廓微观不平间距的平均值。轮廓微观不平间距轮廓微观不平间距的平均值。轮廓微观不平间距指指含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的