机械基础-机械零件的材料、结构和承载能力.pptVIP

一、 零件的常用材料及选用 二、 零件的结构工艺性 三、 机械零件的标准化、系列化和通用化 四、零件的强度 §0－2 机械零件的材料、结构和承载能力 §0－2 机械零件的材料、结构和承载能力 一、零件的常用材料及选用 材料是制作机械零件的原料，零件有强度和使用寿命的要求，不同的零件需要选用不同的材料。如汽车轮胎需要具有一定的弹性和耐磨性，选用橡胶作为原料；汽车大梁需要承受较大的载荷和冲击，选用具有一定强度和韧性的低碳合金钢。机床的主轴不仅要有强度，还要有抗弯曲变形的刚度要求，选择45或40Cr钢材，并作成中空形状；机床的床身要求不变形且耐磨损，选用不变形的铸铁材料，导轨表面作淬火处理。 常用材料 材料选用原则 一、 常用材料 1．钢 2．铸铁 3. 铜合金 4. 铸铁锡基和铅基轴承合金 5. 工程塑料 6. 橡胶 §0－2 机械零件的材料、结构和承载能力 1、钢 常用作机械零件的材料，它是铁和碳的合金。常用结构碳素钢和合金钢。钢中含碳质量分数的多少，影响到钢的韧性和硬度，含碳质量分数越低，韧性越好，但硬度低；反之，含碳质量分数越高，硬度越大，但韧性越差。所以，常用中碳钢作为零件的材料，具有一定的韧性和硬度，也方便进行热处理。 §0－2 机械零件的材料、结构和承载能力 （含碳量大于0.02%,小于2.11%的铁、碳合金） 1.钢 碳素钢 低碳钢0.02%C＜0.25% 用于铆钉、螺钉、连杆等 合金钢 合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢 如：不锈钢、耐热钢、耐磨钢 低合金结构钢 滚动轴承钢 弹簧钢 中碳钢0.25% ＜C＜0.6% 用于齿轮、轴、连接件等 高碳钢0.6%＜C ＜ 2.11%用于弹簧、工具、模具等 钢 §0－2 机械零件的材料、结构和承载能力 铸钢 用于机座、箱壳、大齿轮等 2.铸铁 （含碳量大于2.11%的铁、碳合金） 灰铸铁 如HT100、HT300,良好的铸造性、切削加工性、 耐磨性，消振性，但抗拉强度低。 §0－2 机械零件的材料、结构和承载能力 铸铁 球墨铸铁 如QT400-18、QT500-7,强度和塑性比灰铸铁有 很大的提高，具有良好的耐磨性，但铸造性较差。 可锻铸铁 如KTH300-06 ,强度、塑性、韧性、耐磨性均 较高，能承受冲击振动 , 但生产周期长，成本较高。铸造大尺寸零件较困难。 3.铜合金 铜合金的减磨性和耐腐蚀性能较好。 黄铜：铜与锌的合金，含少量锰、铝等元素，如 ZCuZn38等。 青铜：青铜以主加元素的不同又可分为锡青铜和铝青铜等，如CuAl10Fe3、ZCuSn5PbZn5。青铜比黄铜有更高的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。 §0－2 机械零件的材料、结构和承载能力 铸造锡基和铅基合金主要含有锡、铅、锑等成分，其优点是减磨性、抗烧伤性、磨合性、耐蚀性、韧性和导热性良好，主要用于制作滑动轴承的减磨层。 §0－2 机械零件的材料、结构和承载能力 4、铸造锡基和铅基合金 5．工程塑料 热塑性塑料。如：聚乙烯、有机玻璃、尼龙等。 §0－2 机械零件的材料、结构和承载能力 热固性塑料。如：酚醛塑料、氨基塑料等。 工程塑料 橡胶有普通橡胶和特种橡胶，用于制作密封件、减振件、传动件、输送带、轮胎、胶辊等。 §0－2 机械零件的材料、结构和承载能力 6.橡胶 §0－2 机械零件的材料、结构和承载能力 2、材料的选用 材料的品种很多，各有特点，应做到物尽其用，用其所长。当然要考虑零件工作中的使用要求、工艺要求和经济性。 所谓经济性，首先表现在材料的相对价格，还与生产批量、供应条件等条件有关。 工艺要求包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能等。如：结构复杂的箱体类零件，宜采用铸造毛坯；重要的轴类和盘类零件，宜采用锻造毛坯等。 §0－2 机械零件的材料、结构和承载能力 使用要求包括零件的工作和受载情况，零件的尺寸和质量的限制，零件的重要程度等。工作情况指零件所处的环境，如介质、温度及摩擦性质。受载情况指的载荷大小和应力种类。 §0－2 机械零件的材料、结构和承载能力 机械零件应该加工方便、节省工时、提高效率、降低成本、保证质量、满足结构工艺要求。影响机械零件的结构工艺性的因素很多，涉及材料选择、毛坯准备、机械加工、装配维修等各方面。如铸造材料要求其最小厚度要大于8mm，否则会因为铸不满而产生废品；留出足够的加工余量。锻件的内孔太小时，不能冲孔成形；轴上的螺纹要留退刀槽；磨削表面提前做出中心孔等。这些都是满