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 。
。

2、常用材料 材料选用原则 一、一、 常用材料常用材料 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. 。

【机械|机械基础-机械零件的材料、结构和承载能力】3、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% C0.6% 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 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 ，。

4、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 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 。

5、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 。

6、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 。

7、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、零件加工的工艺性 02 机械零件的材料、结构和承载能力 三、零件的标准化、系列化和通用化 国家对机械零件做出了统一的标准规定 ， 有利于 简化零部件的品种和规格 ， 便于组织大规模的生产 ， 降 低成本 。
如需要一个螺钉、螺母 ， 可以在市场上很方便地买 到 。
它是由标准件厂统一生产的 ， 价格低 ， 通用性好 ，方便使用 ， 但螺钉有统一的标准 ， 如M6、M8、 M10、 。

8、 M12、M16毫米 ， 没有7、9、11、13,等规格的螺钉 。
滚动 轴承也是一样 ， 其标准内经仅有10、12、15、17、20、25、 30、35不可能有其他数值 。
02 机械零件的材料、结构和承载能力 机械零件的标准化 ， 是指产品的形式、 材料、尺寸、参数、性能等用“标准”予 以统一规定并实施；系列化是指对同一种 零部件 ， 在相同的基本结构和基本尺寸条 件下 ， 规定若干个辅助尺寸不同的规格； 通用化是指在不同的同类产品甚至不同的 类型的产品上采用同样的零部件 。
零件的标准化、系列化和通用化的意义 ， 主要表 现在以下几方面： (1)、便于组织大批量生产 ， 并能提高质量、降低 成本 。
(2)、有利于减少制造和 。

9、设计工作量 ， 缩短生产周 期 。
(3)、增大零部件的互换性 ， 方便机器维修 。
(4)、有利于增加产品品种 ， 扩大生产批量 ， 满足 各种需求 。
02 机械零件的材料、结构和承载能力 失效是指机械零件丧失工作能力或不能 达到设计要求时 。
如彩色电视机的显像管 ，由于老化而出现的图象模糊不清 ， 达不到 设计时的要求 ， 称之为失效 。
零件不发生失效时的安全工作限度称为 工作能力 。
对荷载而言的工作能力称为承载能力 。
02 机械零件的材料、结构和承载能力 四、 零件的强度 02 机械零件的材料、结构和承载能力 1、载荷指机械零件受到的外力或外力矩 或者是力和力矩组成的联合载荷 。
载荷大小和方向不随时间变化或者变化缓。

10、慢的 ， 称为静载荷 。
载荷大小和方向随时间变化而变化的称为 动载荷 。
根据动力机的额定功率P(kW)和额定转速n(r/min) 计算出的称为名义载荷 。
02 机械零件的材料、结构和承载能力 名义转矩为： 式中 T-转矩 ， Nmm； i-从动力到所计算零件之间的总传动比； -从动力到所计算零件之间传动的总效率 。
载荷系数K与名义载荷的乘积称为计算载荷 ，以TC ， FC等表示 。
式中 K-载荷系数 ， 一般取K1 。
2、应力 应力是机械受到外载荷作用后 ， 单位截 面上所受到的内力 。
载荷指零件外部的作用 力；应力指受到外部作用后 ， 零件内部产生 的内力 。
应力的大小与外部载荷的变化、大 小有关 。
02 机械零件的材 。

11、料、结构和承载能力 式中 -应力 ， 国际单位N/m2 F-机械所受的内力 ， 单位N 。
A-机械零件受力的截面积 ， 单位mm2 静应力指大小和方向不随时间变化或变化缓 慢的应力 。
静载荷产生静应力 。
变应力是指大小和方向随时间变化的应力 。
动载荷产生变应力 。
具有周期性变化的应力 称为循环应力 。
按应力变化特点分成脉冲循环应力、对称循 环应力和非对称循环应力三种 ， 其中对称循 环应力对零件的寿命影响最大 。
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 02 机械零件的材料、结构和承载能力 4、安全系数和许用应力 每一种材料经过试验后 ， 都可以找到最大极限应 力值 。
如果直接以极限应 。

12、力作为计算材料的强度 ， 当达 到极限应力值时 ， 零件就会出现破坏 。
此外 ， 实验室的 测试是静态的外载荷作用 ， 与零件实际工作环境存在差 别 ， 为防止出现意外事故 ， 取一个比1大的值作为安全 系数 。
如取安全系数2 ， 假设其极限应力为200MPa ， 被2 除后 ， 得到100MPa ， 称100MPa为许用的应力 ， 即当应 力达到100 MPa时为最大的极限 ， 超过100 MPa认为零件 超载 ， 会出现破坏 。
02 机械零件的材料、结构和承载能力 实际应用中 ， 有安全系数的作用 ， 并不一定 立即出现问题 。
所以许用应力为极限应力与安全 系数的比值 。
安全系数越大 ， 零件越安全 ， 但零 件尺寸断面越大 ， 造价越高 。
对于运输机械 ， 如摩托车、汽 。

13、车、飞机 ， 如 果安全系数过大 ， 自身重量过大 ， 消耗的燃料过 多 ， 所以应当取较小的安全系数。
02 机械零件的材料、结构和承载能力 3、零件的强度 强度是反映机械零件承受载荷时抵抗破坏的 能力的重要指标 。
根据工作条件的不同 ， 机械零件的强度可分 为静强度和疲劳强度 。
根据破坏部位和破坏形式的不同 ， 机械零件 的强度分为表面强度和体积强度 ， 一般强度是指 体积强度 。
（1 ）机械零件的体积强度 在载荷作用下 ， 如果应力是在较大的 体积内产生的 ， 在这种应力状态下的零件强 度称为体积强度 。
一般分为静应力下零件的强度和变应力 下零件的强度 。
02 机械零件的材料、结构和承载能力 静应力使零件产生塑性变形或断 。

14、裂 。
如 自行车前后轴固定不动 ， 受到人的不变载荷 静止作用 ， 前轴太细可能产生弯曲塑性变形 ，严重时会断裂 。
变应力使零件产生疲劳断裂 。
如火车车 轮与轴组成一体 ， 轴的受载荷是不变 ， 但轴 随车轮的转动不断变化位置 ， 它受到对称循 环变化的变应力作用 ， 经过无数次转动后 ，可能出疲劳断裂 。
02 机械零件的材料、结构和承载能力 （2）机械零件的表面强度 在载荷的作用下 ， 如果应力是在零件的较 浅的表层产生的 ， 在这种应力状态下的零 件强度称为表面强度 。
02 机械零件的材料、结构和承载能力 表 面 强 度 表面磨损强度 表面挤压强度 表面接触强度 02 机械零件的材料、结构和承载能力 (1) 表面接触强度 点、线接触的高副连接表面产生弹性变形 ， 出现很 大的局部应力 ， 称接触应力 。
(2) 表面挤压强度 以面接触而无相对运动的零件 ，在载荷作用下 ， 接触表面产生挤压 应力 。
（3）表面磨损强度 以面接触而作相对运动的零件 ，在载荷作用下 ， 接触表面因摩擦产 生磨损 ， 当磨损量超过许用值 ， 零 件即告失效 。
本节小结 1、常用机械零件的材料 2、选择机械零件材料时考虑因素 。
3、机械零件结构的工艺性 。
4、零件的强度 。
02 机械零件的材料、结构和承载能力 。

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标题：机械|机械基础-机械零件的材料、结构和承载能力