液压答案

1 第五章习题解答 5-1 表面粗糙度的含义是什么?对零件的使用性能有哪些影响? 答：表面粗糙度是表征零件表面在加工后形成的由较小间距的峰谷组成的微观几何形状特性。 表面粗糙度参数值的大小对零件的使用性能和寿命有直接影响。 表面粗糙度会影响零件的耐磨性、强度和抗腐蚀性等，还会影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说，相对运动的表面因粗糙不平而迅速磨损，从而使间隙增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，从而降低了联接强度；对于过渡配合，表面粗糙度也会使配合变松。此外，表面粗糙度对接触刚度、密封性、产品外观及表面反射能力等都有明显的影响。 5-2 试述轮廓中线的定义及其作用。为什么要规定取样长度和评定长度?两者有什么关系? 答：轮廓中线是指评定表面粗糙度参数值的一条参考基准线 取样长度是指用于判别被评定轮廓的不规则特征（表面粗糙度特征）X轴向上的长度, 即测量和评定表面粗糙度时所规定的X 轴方向上的一段长度。规定和选择取样长度

rl是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响，表面越粗糙，取样长度

应越大。而评定长度是指用于判别被评定轮廓（表面粗糙度）所必须的一段长度。由于被测表面上各处的表面粗糙度不一定很均匀，在一个取样长度上往往不能合理准确地反映被测表面的粗糙度，所以需要在几个取样长度（评定长度）上分别测量，取其平均值作为测量结果。

国标推荐 nl＝5rl。对均匀性好的表面，可选nl<5rl，若均匀性较差的表面，可选nl>5rl。 5-3 设计时如何协调尺寸公差、形状公差和表面粗糙度参数值之间的关系？ 答：表面粗糙度与尺寸及形状公差应协调。通常，尺寸及形状公差小，表面粗糙度参数值也要小，同一尺寸公差的轴比孔的粗糙度参数值要小。设表面形状公差为t，尺寸公差为T，则它们之间通常按以下关系来设计。 普通精度t≈0.6T aR≤0.05T zR≤0.2T 较高精度t≈0.4T aR≤0.025T zR≤0.1T 提高精度t≈0.25T aR≤0.012T zR≤0.05T 高精度 t<0.25 T aR≤0.015T zR≤0.6T 必须说明：表面粗糙度的参数值和尺寸公差、形状公差之间并不存在确定的函数，如机器、仪器上的手轮、手柄、外壳等部位，其尺寸和形状精度要求并不高，但表面粗糙度值要求却较小。 若不考虑零件表面的形状公差，仅考虑尺寸公差与表面粗糙度之间的关系时，aR与尺寸公差值之间的关系约为：aR≤0.025T；考虑到过盈配合在压入过程中及间隙配合在试运转过程中，表面微观不平度的影响，在选择aR时，可按aR≤0.05T或aR<0.04 T选取。 2

5-4 选择表面粗糙度参数值时，应考虑哪些因素? 表面粗糙度参数值的选择原则是：在满足功能要求的前提下，尽量选择较大的表面粗糙度参数（除Rmr（c）外）值，以减小加工困难，降低生产成本。 具体选择时应注意以下几点： (1) 同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度参数值小。 (2) 摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度参数值小。 (3) 承受交变载荷的表面及易引起应力集中的部分（如圆角、沟槽等）表面，粗糙度参数值应小些。 (4) 运动速度越高，单位面积上承受的压力越大，表面粗糙度要求越高。 (5) 对配合稳定性要求较高的零件表面，粗糙度参数值应小些。小间隙配合表面，受重载作用的过盈配合表面等配合性质要求高的配合表面，其粗糙度参数值要小。 (6) 配合性质相同时，小尺寸接合面比大尺寸接合面的表面粗糙度数值要小。 (7) 表面粗糙度与尺寸及形状公差应协调。 (8) 对密封性、防腐性要求高，外形美观的表面其表面粗糙度参数值都应小些，而且这些要求一般与尺寸精度无关。 (9) 凡有关标准已对表面粗糙度要求作出规定者（如轴承、量规、齿轮等），应按标准规定取表面粗糙度参数值。 5-5 常用的表面粗糙度的测量方法有哪几种?各种方法适宜于哪些评定参数? 答：表面粗糙度的检测方法目前有：比较法、光切法、干涉法和针描法。 （1）比较法 （2）光切法 光切法主要用于测量zR值，测量范围一般为zR=0.8～60μm。 （3） 干涉法 干涉显微镜主要用于测量zR值，测量范围一般为zR0.05～0.8μm。 （4） 针描法 该仪器可直接测量显示aR值，也可用于测量Rz值，测量aR值的范围一般为0.025～5μm。 5-6 将下列要求标注在图5.12 上，各加工面均采用去除材料法获得。 (1) 直径为φ 50mm 的圆柱外表面粗糙度Ra 的允许值为3.2 μm。

(2) 左端面的表面粗糙度aR 的允许值为1.6 μm。

(3) 直径为φ 50mm 的圆柱的右端面的表面粗糙度aR的允许值为1.6 μm。 (4) 内孔表面粗糙度aR 的允许值为0.4 μm。 (5) 螺纹工作面的表面粗糙度zR 的最大值为1.6 μm，最小值为0.8 μm。 (6) 其余各加工面的表面粗糙度aR 的允许值为25 μm。 3

5-7 φ 65H7/d6与φ 65H7/h6相比，哪种配合应选用较小的表面粗糙度参数值？为什么？ 答：65H7/h6应选择较小的表面粗超度，因为在配合尺寸和配合性质相同的情况下小间隙配合表面应选择较小的表面粗糙度。

第八章习题答案

7.1平键联接的主要几何参数有哪些? 答：在平键连接中，主要几何参数有键和轴键槽、轮毂槽的宽度b、高度h、长度L和键槽的深度t1、t2。 7.2平键联接有几种配合类型?它们各应用在什么场合? 答：平键联接有3种配合类型，其各自的适用场合如下表：

配合种类 尺寸b 的公差 配合性质及应用 键 轴槽 轮毂槽

松连接 h8 H9 D10 键在轴上及轮毂中均能滑动。主要用于导向平键，轮毂可在轴上作轴向移动。 正常连接 h8 N9 JS9 键在轴上及轮毂中均固定。用于载荷不大的场合。

紧密连接 h8 P9 P9 键在轴上及轮毂中均固定，而比上种配合更紧。主要用于载荷较大、载荷具有冲击性以及双向传递扭矩的场合。

7.3矩形花键连接的结合面有哪些?规定用哪个结合面作为定心表面?为什么？ 答：矩形花键连接的结合面有大径结合面、小径结合面、键宽结合面。 规定以小径d结合面作为定心表面。 这是因为随着科学技术的发展，对花键连接的机械强度、硬度、耐磨性和几何精度的要求都提高了。内、外花键表面一般要求淬硬（40HRC 以上）。淬硬后应采用磨削来修 4

正热处理变形，以保证定心表面的精度要求。采用小径定心时，对热处理后的变形，外花键小径可利用成形磨削来修正，内花键小径可用内圆磨修正，而且用内圆磨还可以使小径达到更高的尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求；如果采用大径定心， 内花键的大径精度一般靠定值刀具切削来保证，这对热处理过的孔是很困难的。此外，内花键尺寸精度要求高时，采用大径定心则拉削内花键不能达到高精度大径要求。而采用小径定心就可以通过磨削达到高精度小径要求，非定心大径D可采用较大的公差等级，其表面留有较大的间隙以保证它们不接触，从而可以获得更高的定心精度和更长的使用寿命，并能保证和提高花键的表面质量。 7.4矩形花键连接各结合面的配合采用何种配合制度?有几种装配形式? 矩形花键的各结合面的配合采用基孔制，有滑动、紧滑动和固定三种装配形式。 7.5某减速器中输出轴的伸出端与相配件孔的配合为φ45H7/m6，采用平键联接。试确定轴槽和轮毂槽的剖面尺寸及其极限偏差、键槽对称度公差和键槽表面粗糙度参数值，并确定应遵守的公差原则，将各项公差值标注在零件图上。 解：（1）查表7.2得该联接中键的公称尺寸b×h=14×9 因为是一般减速器输出轴上的键，所以由表7.1选正常连接，故可选 轴槽宽为：14N9mm 轴槽深：t 1= 5.5mm , 毂槽宽： 14JS9mm 毂槽深：t2 = 3.8mm 轴的尺寸： φ45m6 齿轮孔的尺寸： φ45H7 （2）键槽中心面的对称度要求； 对称度公差等级取8级； 查表得出对称度公差值为0.02mm （3）键和键槽配合面的表面粗糙度参数值Ra取3.2μm，非配合面的Ra值取6.3μm。 （4）键槽尺寸和形位公差图样标注如下。

7.6某汽车用矩形花键，规格为6×26×30×6，定心精度要求不高，但传递扭距较大，试确定其公差与配合。 解：因传递转距大，应选用精密传动用尺寸公差带，选用配合间隙较小的紧滑动连接，故查表7.4可得： 小径d = 26 ， 采用H5/g5配合 大径D = 30 ， 采用H10/a11配合 键宽B = 6, 采用H7/f7配合 7.7某机床变速箱中一滑移齿轮的内孔与轴为花键连接方式，已知花键规格为6×28×32×7，花键孔长30mm，轴长75 mm，花键孔相对于花键盘轴可移动，且定心精度要求高。试确定： （1）花键孔和花键轴各主要尺寸的公差带代号，并计算它们的极限偏差和极限尺寸； 5

（2）花键孔和花键轴相应的位置度公差及各主要表面的表面粗糙度值； （3）将上述各项标注在内、外花键的断面图上。 解：（1）因内外花键有相对互动，定心精度要求较高，所以应选用精密传动用尺寸公差带，选紧滑动配合。查表得： 小径d = 28 ， 采用H6/g6配合 大径D = 32 ， 采用H10/a11配合 键宽B = 7, 采用H7/f7配合 极限尺寸分别为： 小径孔（ф28H6）：dmax =28 + 0.013 ＝28.013mm dmin = 28mm 小径轴（ф28g6）：dmax = 28 –0.007 ＝ 27.993mm dmin = 28 –0.02 = 27.98mm 大径孔（ф32H7）: Dmax = 32+0.025 = 30.025 mm Dmin = 30 mm 大径轴（ф32a11）:Dmax = 32 –0.31 = 31.69 mm Dmin = 32 –0.47 = 31.53 mm 键槽宽（7H7）：Bmax =7+0.015 = 7.015mm Bmin = 7 mm 键宽（7f7）：Bmax = 7 – 0.013 = 6.987 mm Bmin = 7 – 0.038 = 6.962 mm 装配图上的标记： 6×28H6/g6×32H10/a11×7H7/f7 零件图上的标记： 内花键：6 ×28H6× 32H10× 7H7 外花键：：6×28g6× 32a11× 7f7 （2）查表7.7得各主要表面的表面粗糙度参数Ra的上限值为： 内花键：小径表面：0.8μm；大径表面：6.3μm；键槽侧面：3.2μm； 外花键：小径表面：0.8μm；大径表面：3.2μm；键槽侧面：0.8μm； 键槽宽位置度公差：0.02μm； 键宽位置度公差（紧滑动）：0.013μm 在内、外花键断面图上的各项标注参考教材图7.8 矩形花键位置度公差标注