机械设计基础.论.ppt

160~210 170~230 190~270 225~305 310 320 370 420 450 500 600 700 QT450-10 QT500-7 QT600-3 QT700-2 球墨铸铁 150~200 170~220 190~240 — — — 145 195 240 HT150 HT200 HT250 灰铸铁 ?130 ?143 ?153 230 270 310 450 550 570 ZG230-450 ZG270-500 ZG310-570 铸钢 0.5.1.3有色金属合金 有色金属合金具有良好的减磨性、跑合性、抗腐蚀性、抗磁性、导电性等特殊的性能，在工业中应用最广的是铜合金、轴承合金和轻合金，但有色金属合金比黑色金属价格贵。铜合金有青铜与黄铜之分，黄铜是铜与锡的合金，它具有很好的塑性和流动性，能辗压和铸造各种机械零件。青铜有锡青铜和无锡青铜两类，它们的减摩性和抗腐蚀性均较好。轴承合金（即简称巴氏合金）为铜、锡、铅、锑的合金，其减磨性、导热性、抗胶合性好，但强度低且较贵，主要用于制作滑动轴承的轴承衬。 0.5.2 非金属材料 非金属材料是现代工业和高技术领域中不可缺少和占有重要地位的材料，非金属材料包括除金属材料以外几乎所有的材料。机械制造中应用的非金属材料种类很多，有塑料、橡胶、陶瓷、木料、毛毡、皮革、棉丝等。 0.5.2.1 橡胶 橡胶富有弹性，有较好的缓冲、减振、耐热、绝缘等性能，常用作联轴器和减振器的弹性零件、橡胶带及绝缘材料等。 0.5.1.2 塑料 塑料是合成高分子材料工业中生产最早、发展最快、应用最广的材料。塑料比重小，易制成形状复杂的零件，而且各种不同塑料具有不同的特点，如耐蚀性、减摩耐磨性、绝热性、抗振性等。常用塑料包括聚氯乙烯、聚烯烃、聚苯乙烯、酚醛和氨基塑料。工程塑料包括聚甲醛、聚四氟乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、尼龙、MC尼龙、氯化聚醚等。目前某些齿轮、蜗轮、滚动轴承的保持架和滑动轴承的轴承衬均有使用塑料制造的。一般工程塑料耐热性能较差，而且易老化而使性能逐渐变差。 0.5.1.3 复合材料 复合材料是将两种或两种以上不同性质的材料通过不同的工艺方法人工合成多相的复合材料，它即可以保持组成材料各自原有的一些最佳特性，又可具有组合后的新特性，这样就可根据零件对于材料性能的要求进行材料配方的优化组合。复合材料主要由增强材料和基体材料组成。还有一类是通过加入各种短纤维等的功能复合材料，如导电性塑料、光导纤维、绝缘材料等。近年来以材料的功能复合目的出发，应用于光、热、电、阻尼、润滑、生物等方面新的复合材料的不断问世，复合材料的应用范围正得到不断的扩大。 0.5.1.4 陶瓷 陶瓷材料具有高的熔点，在高温下有较好的化学稳定性，适宜用作高温材料。一般超耐热合金使用的温度界限为950~1100℃，而陶瓷材料的使用温度界限为1200～1600℃，因此现代机械装置特别是高温机械部分，使用陶瓷材料将是一个重要的研究方向。此外，高硬度的陶瓷材料，具有摩擦系数小、耐磨、耐化学腐蚀、比重小、线膨胀系数小等特性，因此可应用于高温、中温、低温领域及精密加工的机械零件，也可以做电机零件。以机械装置为代表使用的陶瓷材料叫工程陶瓷。 0.5.3 机械材料选用的原则 从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则： 0.5.3.1 载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况 对于承受拉伸载荷为主的零件宜选用钢材，承受压缩载荷的零件应选铸铁。脆性材料原则上只适用于制造承受静载荷的零件，承受冲击载荷时应选择塑性材料。 0.5.3.2 零件的工作条件 在腐蚀介质中工作的零件应选用耐腐蚀材料，在高温下工作的零件应选耐热材料，在湿热环境下工作的零件，应选防锈能力好的材料，如不锈钢、铜合金等。零件在工作中有可能发生磨损之处，要提高其表面硬度，以增强耐磨性，应选择适于进行表面处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢。金属材料的性能可通过热处理和表面强化（如喷丸、滚压等）来提高和改善，因此要充分利用热处理和表面处理的手段来发挥材料的潜力。 0.5.3.3 零件的尺寸及质量 零件尺寸的大小及质量的好坏与材料的品种及毛坯制取方法有关，对外形复杂、尺寸较大的零件，若考虑用铸造毛坯，则应选用适合铸造的材料；若考虑用焊接毛坯，则应选用焊接性能较好的材料；尺寸小、外形简单、批量大的零件，适于冲压和模锻，所选材料就应具有较好的塑性。 0.5.3.4 经济性