机械基础-机械零件的材料、结构和承载能力.ppt
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1、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02 机械零件的材料、结构和承载能力02 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、一、常用
2、材料常用材料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02 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。02 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)1.1.钢钢碳素钢低碳钢0.02%C0.25%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
3、、耐磨钢低合金结构钢滚动轴承钢弹簧钢中碳钢0.25%C0.6%用于齿轮、轴、连接件等高碳钢0.6%C2.11%用于弹簧、工具、模具等钢02 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2.2.铸铁铸铁(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。02 机械零件的材料、结构和承载能力铸铸铁铁球墨铸铁 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
4、高。铸造大尺寸零件较困难。3.铜合金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。02 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。02 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。02 机械零件的材料、结构和承载能力热
5、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。02 机械零件的材料、结构和承载能力 6.橡胶02 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。02 机械零件的材料、结构和承载能力 使用要求包括零
6、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。02 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。这些都是满足加工工艺要求所必须做好的准备。02 机械零件的材料、结构和承载能力二、零
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