机械零件的常用材料及其选择

《机械零件的常用材料及其选择》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械零件的常用材料及其选择（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1.5 机械零件的常用材料及其选择机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金。非金属材料如塑料、橡胶等 。 一、金属材料1.铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等 。2.钢：结构钢、工具钢、特殊钢(不锈钢、耐热钢、耐酸钢等)、碳素结构钢、合金结构钢、铸钢等。铸铁常用金 属材料钢 铜合金-含碳量2% -含碳量 2%铁碳合金特点：良好的液态流动性，可铸造成形状复杂的零件 。 较好的减震性、耐磨性、切削性（指灰铸铁）、成本 低廉。应用：应用范围广。其中灰铸铁最广、球墨铸铁次之 。选用原则：优选碳素钢，其次是硅、锰锰、硼、钒类钒类 合金钢钢。特点：与铸铁相比，钢具有高的强度、韧性和塑性

2、。 可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。零件毛坯获取方法：锻造、冲压、焊接、铸造等。 应用：应用范围极其广泛。表9-2 常用材料的相对价格 材 料 种 类 规 格 相对价格热轧圆刚 碳素结构钢Q235 （ 3342） 1铸 件优质碳素钢 （ 2950） 1.51.8 合金结构钢（ 2950） 1.72.5 滚动轴承钢（ 2950） 3 合金工具钢（ 2950） 320 4Cr9Si2耐热钢（ 2950） 5 灰铸铁铸件 0.85 碳素钢铸件 1.7 铜合金、铝合金铸件 810 价格便宜且供应充分 我国资源丰富 3.铜合金-铜锌合金，并含有少量的锰锰、铝、镍特点：具有良好的塑性和液态流动性。

3、青铜合金还具 有良好的减摩性和抗腐蚀性。零件毛坯获取方法：辗压、铸造。应用：应用范围广泛。种类青铜 黄铜 轴承合金（巴氏合金）-含锡青铜、不含锡青铜二、非金属材料1. 橡胶 橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。 常用作联轴器或减震器的弹性元件、带传动的胶带等 。硬橡胶可用于制造用水润润滑的轴轴承衬衬。 2. 塑料 塑料的比重小，易于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、绝 热热性、绝缘绝缘 性、减摩性、摩擦系数大等，所以近年来 在机械制造中其应应用日益广泛。 3.其它非金属材料：皮革、木材、纸板、棉、丝等。 选材因素：设计机械零件时，选择合适的材料是一项复杂的技术经济

4、问题设计者应根据零件的用 途、工作条件和材料的物理、化学、机械和工艺性能以及经济因素等进行全面考虑。 用途、工作条件、物理、化学、机械工艺艺性能、经济经济 性 。零件材料 各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、行标 和机械设计手册中查得。 为了材料供应和生产管理上的方便，应尽量缩减材料 的品种。表1 常用钢铁材料的牌号及力学性能材 料 力 学 性 能 试件尺寸 类 别 牌 号 强度极限B 屈服极限S 延伸率% mm Q215 335-410 215 31 碳素 结构钢Q235 375-460 235 26 d 16 Q275 490-610 275 20 20 410 245 25 优质碳

5、素 结构钢35 530 315 20 d 25 45 600 355 16 35 SiMn 883 735 15 d 25 合金 结构钢40Cr 981 785 9 d 25 20CrMnTi 1079 834 10 d 15 60Mn 981 785 8 d 80 ZG270-500 500 270 18 铸 钢ZG310-570 570 310 15 d100 ZG42SiMn 600 380 12 HT150 145 - - 灰铸铁HT200 195 - - HT250 240 - - 壁厚 1020QT400-15 400 250 15 球墨铸铁QT500-7 500 320 7 QT

6、600-3 600 370 3 壁厚 302006 公差与配合、表面粗糙度和优先系数 一、 公差与配合 互换性：零件在装配时，不需要选择和附加加工的就能满足预期技术与使用要求的特性。基本尺寸：由设计图纸给定的零件理论尺寸；为确定值 。实际尺寸：制造加工后测量所得零件尺寸；由于测量有误差，所以实际尺寸并非真值。相对于基本尺寸而言，总是有误差。或大或小基本尺寸轴25实际尺寸25.1轴24.9轴实际尺寸实际尺寸基本尺寸实际尺寸24.9孔25.1孔25孔最小极限尺寸：零件满足互换性要求的最小允许尺寸 ；最大极限尺寸：零件满足互换性要求的最大允许尺寸 ；尺寸误差 ：实际尺寸与理论设计尺寸之差； 上偏差

7、：最大极限尺寸与基本尺寸之差；符号：ES,es 下偏差 ：最小极限尺寸与基本尺寸之差；符号：EI,eiesESeiEI尺寸公差：最大极限尺寸与最小极限尺寸之差；即允许的尺寸变动量。ES-EIes-ei公差=Lmax- Lmax=ES-EI =es-eiLmin孔L孔Lmax孔轴LLmax轴Lmin轴轴LLmax轴Lmin轴零线：代表基本尺寸所在位置的一条直线； 公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的区域 ；零线ESEI孔公差带es ei 轴公差带国标规定：孔与轴各有28个，分别用如下符号表示： 孔：A B C CD D E EF F FG G H JS K M N P R S T U V

8、W X Y Z ZA ZB ZC 轴：a b c cd d e ef f fg g h js k m n p r s t u v w x y z za zb zc 基本偏差：标准表列的，用于确定公差带相对于零线 位置的上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差 。+ 0 -零线L孔：A B C CD D E EF F FG G H JS K M N P R S T U V W X Y Z ZA ZB ZC 轴：a b c cd d e ef f fg g h js k m n p r s t u v w x y z za zb zc 基本偏差系列呈正态分布B CCDD EEFAFFGGHKMNP

9、RSTUVXYZZAZB ZCJS孔+ 0 -基本尺寸bccddeefaffgg hkmnp rs tuvxyzzazbzcjs轴+ 0 -基本尺寸配合：基本尺寸相同，相互结合的孔与轴公差带之间的关系； 间隙或过盈：孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得代数差 ；间隙：代数差为“+”， 孔 轴; 过盈：代数差为“-”， 孔轴，用于可动联接，如活动铰链； 孔轴，用于静联接，如火车轮与轴。 可能有间隙，也可能具有过盈。用于 要求具有良好的同轴性而又便于拆装 的静联接，如齿轮与轴；最大间隙: Xmax = 孔max-轴min最小间隙: Xmin = 孔min-轴max 最大过盈: Ymax = 孔min-轴

10、max 最小过盈： Ymin = 孔max-轴min 间隙 配合孔公差带轴公差带孔公差带轴公差带孔公差带轴公差带孔公差带轴公差带过盈 配合过渡配合孔公差带轴公差带孔公差带轴公差带孔公差带YmaxXmaxYmaxXmaxYmaxXmaxYmaxYmaxXminXmaxXmin= 0Ymin= 0轴公差带XmaxYminH 零线D孔公差kjshgefrp ms间隙配合过渡配合过盈配合配合 基准制基孔制配合：孔是基准孔，下偏差EI=0， 代号为:H ， 通过改变轴的公差带来或得各种不同 的配合特性。基孔制配合基轴制配合应用广泛 ，可减少孔加工刀具 零线 hD轴公差KJSHGEFRPMS 间隙配合过渡

11、配合过盈配合基轴制配合：轴是基准轴，上偏差es=0， 代号为:h ， 通过改变孔的公差带来或得各种不同 的配合特性。基孔制常用与优先配合的选用基轴制常用与优先配合的选用二、 表面粗糙度轮廓峰谷线轮廓峰顶线轮廓峰高yp轮廓谷深yv中线lyx定义：零件表面的微观几何形状误差称为表面粗糙度 特征：加工后零件表面留下的微细而凹凸不平的刀痕。评定参数：轮廓算术平均偏差-取样长度l内，被测轮 廓上各点至轮廓中线偏居绝对值的算术平均值：0.012 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 100 表3 用不同加工方法得到的Ra 加工方法表面粗糙度 Ra m精 粗刨削钻孔铰孔精 粗镗孔精 粗车精 粗磨 精 粗研磨滚、铣精 粗Ra愈小，零件的加工成本愈高。表面粗糙度对零件功能有重要的影响。例如： 1. 对摩擦磨损的影响摩擦系