询问在有摩擦工况下，零件的硬度配合问题

jkg851225

想要向大家请教下，有没有遇到在有摩擦存在的工况下，零件在配合过程中，需要对零件的硬度进行控制的？假如有的话还请大不吝赐教，比如：零件类型、工况条件，硬度配合情况，谢谢！另外，特别对于销轴与孔的配合情况，硬度该如何配对最好呢？再次感谢！

three_yjl

楼主是搞机械设计的吧？
不论有没有摩擦，只要涉及到配合，就必须考虑这个配合副的硬度问题。即一个硬度高另一个硬度要低。
道理在哪里呢？很好理解，如果接触的工件两个硬度相当，其结果就是两个如果坏了的话会同时坏，这在机械应用中是不可取的，通常做法是哪个坏掉换哪个，另一个要能正常使用，等到寿命极限到了再一起更换。
楼主提到的轴和孔配合，哪个允许先坏呢？理论上哪个都可以，也就是说轴跟孔哪个硬度高一些，寿命久一些都可以，但实际上，机加工因素必须考虑，相对于孔，轴的加工制作要容易，所以优先保证孔的寿命，轴坏掉换轴不论经济性、加工性、周期性等是划算的。所以在机械设计中，这已经是规矩了。至于两者相差多少度，一方面《机械设计手册》给出了应用的具体经验值，另一方面楼主也可以根据自己的使用工况确定一个。一般地说，相差5-15HRC是允许的。再多也不可取，因为寿命会无法保证。丢了西瓜捡芝麻显然也不可取。
具体到楼主提到的有摩擦的配合，即有相对的转动或滑动，比如主动齿轮与从动齿轮的啮合，丝杠与轴承座的配合，螺杆与螺母的旋和，机床导杆与滑动座的配合等等，这些既有间隙配合类型，又有过渡配合类型，不能单纯的说哪个硬度高哪个硬度低，虽然跟热处理有很大关系，但跟机械设计的所取用的尺寸公差和光洁度（表面粗糙度）是否合理关系更大。

fengzhonghenji

three_yjl 发表于 2013-10-19 18:38
楼主是搞机械设计的吧？
不论有没有摩擦，只要涉及到配合，就必须考虑这个配合副的硬度问题。即一个硬度高 ...

回答的问题够详细啊， 这个配合是不是设计配合里的呢，

three_yjl

fengzhonghenji 发表于 2013-10-21 11:19
回答的问题够详细啊， 这个配合是不是设计配合里的呢，

呵呵，因为楼主提的很明确，是“有摩擦工况”，只有两个以上物体相接触才有摩擦，一个零件自身不会产生摩擦作用。
这个配合，没有特别说明，也是指设计配合。在热处理接活之前，通常会要求技术部门提供产品图纸（哪怕是外协的也这样），明确三个问题：第一，技术要求里的硬度（包括粗加工硬度，即调质硬度；精加工后硬度，即最终工作硬度）。第二，有无预留加工余量、余量大小。这会涉及到热处理后工件横向和纵向的尺寸变形，以及整体弯曲。第三，热处理允许的废品率。
这些如果没有事先明确，拿过来就干，到最后往往收不了摊。厂内自己的还好，如果是替别人热处理，这些没谈好就干活，出了问题都是你兜着。
我的做法就是跟搞机械设计的人员沟通，明确他的意图之后再开炉，尤其是有相互配合的两个工件都拉到现场的情况下，否则我是不干的。

ZX771

    这个问题要根据两摩擦物件的相互运动形式确定：1.滚动摩擦比如滚珠轴承滚子与内外圈滚道之间，理论上属于线接触必须使参与摩擦副的材料全部获得高硬度强度，才能保证零件的抗疲劳能力。2.滑动摩擦比如滑动轴承，蜗轮蜗杆机构属于面接触，此时轴采用高硬度，配合件采用锡基合金或铜基合金等比较软的材料，它们结合起来可以获得低的摩擦系数，以此实现减少材料磨损的目标。
    前者是用高硬度提高材料抗磨损性能实现耐磨，后者则是利用不同硬度和种类的材料相互配合，以减低摩擦系数的途径实现耐磨。

jkg851225

ZX771 发表于 2013-10-21 03:36
这个问题要根据两摩擦物件的相互运动形式确定：1.滚动摩擦比如滚珠轴承滚子与内外圈滚道之间，理论上属 ...

邹老师，您好！我想问下，对于没有润滑情况下，轴与孔之间为干摩擦的情况，应该采用什么样的配合好呢？有没有相关的理论基础呢？谢谢！

ZX771

jkg851225 发表于 2013-10-21 19:54
邹老师，您好！我想问下，对于没有润滑情况下，轴与孔之间为干摩擦的情况，应该采用什么样的配合好呢？有 ...

   无润滑情况一般是没有储存润滑液的条件的开式环境，这时材料摩擦系数较大，还有外来尘埃磨粒的影响，要达到耐磨效果只有加强材料自身硬度，硬度低了就会被磨损掉，因此轴与套两个都必须具备高硬度，在此前提条件下轴应该略比套硬一些，轴承滚子就比套圈硬度高2~3个洛氏硬度单位，凸面零件比凹面零件硬些。

jkg851225

ZX771 发表于 2013-10-21 06:47
无润滑情况一般是没有储存润滑液的条件的开式环境，这时材料摩擦系数较大，还有外来尘埃磨粒的影响，要 ...

邹老师，您好！您知道这是为什么呢？有什么理论方面的解释吗？还是主要是靠在实践中总结出来的规律呢？谢谢！

ZX771

jkg851225 发表于 2013-10-21 21:53
邹老师，您好！您知道这是为什么呢？有什么理论方面的解释吗？还是主要是靠在实践中总结出来的规律呢？谢 ...

      道理很简单：无润滑即两零件接触面之间没有油膜隔离，载荷产生高接触压力下使硬度高的啃坏硬度低的材料。

jkg851225

ZX771 发表于 2013-10-21 07:02
道理很简单：无润滑即两零件接触面之间没有油膜隔离，载荷产生高接触压力下使硬度高的啃坏硬度低的 ...

恩，硬度高的会磨掉硬度低的，这个容易理解些，但是，一般配合中轴的硬度略比孔的硬度高些，这又是为什么呢？就是这个我有些想不太明白，希望邹老师帮我解答下，谢谢啦！:)

jkg851225

ZX771 发表于 2013-10-21 07:02
道理很简单：无润滑即两零件接触面之间没有油膜隔离，载荷产生高接触压力下使硬度高的啃坏硬度低的 ...

是不是由于轴和孔的形状，影响了表面的应力分布，进而影响了耐磨性能呢？