常用機(jī)械零件的設(shè)計(jì)

1、第第2 2章章 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)機(jī)械零件的設(shè)計(jì) 2.1 機(jī)械零件的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則概述機(jī)械零件的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則概述 2.2 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求和一般程序機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求和一般程序 2.3 機(jī)械零件材料的選用原則及常用材料機(jī)械零件材料的選用原則及常用材料 2.1 機(jī)械零件的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則概述機(jī)械零件的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則概述 2.1.1 機(jī)械零件的主要失效形式機(jī)械零件的主要失效形式 失效失效:機(jī)械零件在設(shè)計(jì)預(yù)定的期間內(nèi)和規(guī)定條件機(jī)械零件在設(shè)計(jì)預(yù)定的期間內(nèi)和規(guī)定條件 下，不能完成正常的功能。下，不能完成正常的功能。 機(jī)械零件失效的形式機(jī)械零件失效的形式:整體斷裂、塑性變形、整體斷裂

2、、塑性變形、 腐蝕、磨腐蝕、磨 損、膠合和接觸疲勞損、膠合和接觸疲勞 一般設(shè)計(jì)機(jī)械零件的判據(jù)一般設(shè)計(jì)機(jī)械零件的判據(jù): 靜強(qiáng)度靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、 摩擦磨損摩擦磨損 1靜強(qiáng)度失效靜強(qiáng)度失效 機(jī)械零件在受拉、壓、彎、扭等外載荷作用時，機(jī)械零件在受拉、壓、彎、扭等外載荷作用時， 由于某一危險(xiǎn)截面上的由于某一危險(xiǎn)截面上的靜應(yīng)力靜應(yīng)力超過零件的強(qiáng)度極限而超過零件的強(qiáng)度極限而 發(fā)生斷裂或破壞。例如，螺栓受拉后被拉斷和鍵或銷發(fā)生斷裂或破壞。例如，螺栓受拉后被拉斷和鍵或銷 的剪斷或壓潰等均屬于此類失效。的剪斷或壓潰等均屬于此類失效。 此外，當(dāng)作用于零件上的應(yīng)力超過了材料的屈此外，當(dāng)作用于零件上的應(yīng)力超

3、過了材料的屈 服極限，則零件將產(chǎn)生塑性變形。塑性變形將導(dǎo)致服極限，則零件將產(chǎn)生塑性變形。塑性變形將導(dǎo)致 精度下降或定位不準(zhǔn)等，嚴(yán)重影響零件的正常工作，精度下降或定位不準(zhǔn)等，嚴(yán)重影響零件的正常工作， 因此也屬于失效。因此也屬于失效。 2疲勞強(qiáng)度失效疲勞強(qiáng)度失效 大部分機(jī)械零件是在大部分機(jī)械零件是在變應(yīng)力變應(yīng)力條件下工作的，變條件下工作的，變 應(yīng)力的作用可以引起零件疲勞破壞而導(dǎo)致失效。應(yīng)力的作用可以引起零件疲勞破壞而導(dǎo)致失效。 另外，零件表面受到接觸變應(yīng)力長期作用也會另外，零件表面受到接觸變應(yīng)力長期作用也會 產(chǎn)生裂紋或微粒剝落的現(xiàn)象。產(chǎn)生裂紋或微粒剝落的現(xiàn)象。疲勞破壞疲勞破壞是隨工作時是隨工作時

4、間的延續(xù)而逐漸發(fā)生的失效形式，是間的延續(xù)而逐漸發(fā)生的失效形式，是引起機(jī)械零件引起機(jī)械零件 失效的重要原因失效的重要原因。例如，軸受載后由于疲勞裂紋擴(kuò)。例如，軸受載后由于疲勞裂紋擴(kuò) 展而導(dǎo)致斷裂、齒根的疲勞折斷和點(diǎn)蝕以及鏈條的展而導(dǎo)致斷裂、齒根的疲勞折斷和點(diǎn)蝕以及鏈條的 疲勞斷裂等都是典型的疲勞破壞。疲勞斷裂等都是典型的疲勞破壞。 機(jī)械零件的靜強(qiáng)度失效是由于靜力超過了屈服極機(jī)械零件的靜強(qiáng)度失效是由于靜力超過了屈服極 限，并在斷裂發(fā)生之前，往往出現(xiàn)很大的變形，因此限，并在斷裂發(fā)生之前，往往出現(xiàn)很大的變形，因此 靜強(qiáng)度失效往往是可以發(fā)現(xiàn)，并可以預(yù)知的。靜強(qiáng)度失效往往是可以發(fā)現(xiàn)，并可以預(yù)知的。 疲勞強(qiáng)

5、度失效逐步形成但很難事先預(yù)知，因此它疲勞強(qiáng)度失效逐步形成但很難事先預(yù)知，因此它 危害更大。危害更大。 3摩擦學(xué)失效摩擦學(xué)失效 摩擦學(xué)失效主要是摩擦學(xué)失效主要是腐蝕腐蝕、磨損磨損、打滑打滑、膠合膠合和和 接觸疲勞接觸疲勞。 腐蝕腐蝕是發(fā)生在金屬表面的一種電化學(xué)或化學(xué)侵蝕是發(fā)生在金屬表面的一種電化學(xué)或化學(xué)侵蝕 現(xiàn)象，其結(jié)果將使零件表面產(chǎn)生銹蝕而使零件的抗?，F(xiàn)象，其結(jié)果將使零件表面產(chǎn)生銹蝕而使零件的抗疲 勞能力降低。勞能力降低。 磨損磨損是兩個接觸表面在作相對運(yùn)動的過程中，表是兩個接觸表面在作相對運(yùn)動的過程中，表 面物質(zhì)喪失或轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。面物質(zhì)喪失或轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。 膠合膠合是由于兩相對運(yùn)動表面間的油膜

6、被破壞，在是由于兩相對運(yùn)動表面間的油膜被破壞，在 高速、重載的工作條件下，發(fā)生局部粘在一起的現(xiàn)象，高速、重載的工作條件下，發(fā)生局部粘在一起的現(xiàn)象， 當(dāng)兩表面相對滑動時，相粘結(jié)的部位被撕破而在表面當(dāng)兩表面相對滑動時，相粘結(jié)的部位被撕破而在表面 上沿相對運(yùn)動方向形成溝痕，稱為膠合。上沿相對運(yùn)動方向形成溝痕，稱為膠合。 接觸疲勞是受到接觸變應(yīng)力長期作用的表面產(chǎn)生接觸疲勞是受到接觸變應(yīng)力長期作用的表面產(chǎn)生 裂紋或微粒剝落的現(xiàn)象。裂紋或微粒剝落的現(xiàn)象。 有些零件只有在滿足某些工作條件下才能正常工有些零件只有在滿足某些工作條件下才能正常工 作。例如，液體摩擦的滑動軸承，只有在存在完整的作。例如，液體摩擦的

7、滑動軸承，只有在存在完整的 潤滑油膜時才能正常地工作，否則滑動軸承將發(fā)生過潤滑油膜時才能正常地工作，否則滑動軸承將發(fā)生過 熱、膠合、磨損等形式的失效，屬于摩擦學(xué)失效。熱、膠合、磨損等形式的失效，屬于摩擦學(xué)失效。 又如，帶傳動的打滑和螺紋的微動磨損也是摩擦又如，帶傳動的打滑和螺紋的微動磨損也是摩擦 學(xué)失效的例子。學(xué)失效的例子。 4其他失效其他失效 除了以上指出的主要失效形式，機(jī)械零件還有除了以上指出的主要失效形式，機(jī)械零件還有 其他一些失效形式，如變形過大的其他一些失效形式，如變形過大的剛度失效剛度失效、不穩(wěn)不穩(wěn) 定失效定失效等等。等等。 此外，機(jī)械零件的具體失效形式還取決于該零此外，機(jī)械零件的

8、具體失效形式還取決于該零 件的工作條件、材質(zhì)、受載狀態(tài)及所產(chǎn)生的應(yīng)力性件的工作條件、材質(zhì)、受載狀態(tài)及所產(chǎn)生的應(yīng)力性 質(zhì)等多種因素。即使同一種零件，由于工作情況及質(zhì)等多種因素。即使同一種零件，由于工作情況及 機(jī)械的要求不同，也可能出現(xiàn)多種失效形式。例如機(jī)械的要求不同，也可能出現(xiàn)多種失效形式。例如 齒輪傳動可能出現(xiàn)輪齒折斷、磨損、齒面疲勞點(diǎn)蝕、齒輪傳動可能出現(xiàn)輪齒折斷、磨損、齒面疲勞點(diǎn)蝕、 膠合或塑性變形等失效形式。膠合或塑性變形等失效形式。 1靜強(qiáng)度準(zhǔn)則靜強(qiáng)度準(zhǔn)則 靜強(qiáng)度靜強(qiáng)度是保證機(jī)械零件在靜載荷工況條件下能正是保證機(jī)械零件在靜載荷工況條件下能正 常工作的基本要求。零件的強(qiáng)度不夠，就會出現(xiàn)整體

9、常工作的基本要求。零件的強(qiáng)度不夠，就會出現(xiàn)整體 斷裂或塑性變形等失效形式而喪失其工作能力，甚至斷裂或塑性變形等失效形式而喪失其工作能力，甚至 導(dǎo)致安全事故。導(dǎo)致安全事故。 2.1.2 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 式中，式中， 、 是零件的工作正應(yīng)力和剪應(yīng)力；是零件的工作正應(yīng)力和剪應(yīng)力； （2.1a） 或或 （2.1b） 強(qiáng)度準(zhǔn)則強(qiáng)度準(zhǔn)則就是指零件中的最大應(yīng)力小于或等于許就是指零件中的最大應(yīng)力小于或等于許 用應(yīng)力，即用應(yīng)力，即 、 材料的許用正應(yīng)力和許用剪應(yīng)力，它們可以通材料的許用正應(yīng)力和許用剪應(yīng)力，它們可以通 過將材料的屈服極限（塑性材料）或是強(qiáng)度極過將材料的屈服極限（塑性材料）或是

10、強(qiáng)度極 限（脆性材料）除以適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)得到。限（脆性材料）除以適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)得到。 S lim S lim 2疲勞強(qiáng)度準(zhǔn)則疲勞強(qiáng)度準(zhǔn)則 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度是保證機(jī)械零件在變載荷工況條件下，能是保證機(jī)械零件在變載荷工況條件下，能 正常工作一定時間的基本要求。零件疲勞強(qiáng)度不夠，就正常工作一定時間的基本要求。零件疲勞強(qiáng)度不夠，就 會在其工作壽命期間內(nèi)出現(xiàn)疲勞斷裂、疲勞點(diǎn)蝕等失效會在其工作壽命期間內(nèi)出現(xiàn)疲勞斷裂、疲勞點(diǎn)蝕等失效 形式而喪失工作能力，甚至導(dǎo)致安全事故。形式而喪失工作能力，甚至導(dǎo)致安全事故。 （2.2a） 或或 （2.2b） S lim S lim 疲勞強(qiáng)度準(zhǔn)則疲勞強(qiáng)度準(zhǔn)則與式（與式（2.

11、1）類似，但是疲勞強(qiáng)度的許）類似，但是疲勞強(qiáng)度的許 用應(yīng)力要按下式計(jì)算：用應(yīng)力要按下式計(jì)算： 式中，式中，S 、S 疲勞強(qiáng)度的正應(yīng)力和剪應(yīng)力的安全系數(shù)；疲勞強(qiáng)度的正應(yīng)力和剪應(yīng)力的安全系數(shù)； lim 、 lim材料的疲勞極限正應(yīng)力和剪應(yīng)力。材料的疲勞極限正應(yīng)力和剪應(yīng)力。 特別需要指出：按疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)時，因?yàn)檩d荷是特別需要指出：按疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)時，因?yàn)檩d荷是 變化的，零件的工作應(yīng)力不再是簡單的正應(yīng)力或剪應(yīng)變化的，零件的工作應(yīng)力不再是簡單的正應(yīng)力或剪應(yīng) 力，除了必須考慮應(yīng)力的均值和變化幅值的大小外，力，除了必須考慮應(yīng)力的均值和變化幅值的大小外， 還必須考慮還必須考慮載荷變化規(guī)律的影響載荷變化規(guī)律的影響

12、。另外，疲勞強(qiáng)度與。另外，疲勞強(qiáng)度與 許多因素（如載荷性質(zhì)、零件尺寸、表面加工精度、許多因素（如載荷性質(zhì)、零件尺寸、表面加工精度、 應(yīng)力集中情況等）有關(guān)，因此在這類機(jī)械零件的設(shè)計(jì)應(yīng)力集中情況等）有關(guān)，因此在這類機(jī)械零件的設(shè)計(jì) 過程中必須根據(jù)具體工況加以修正。過程中必須根據(jù)具體工況加以修正。 3摩擦學(xué)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則摩擦學(xué)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 耐磨性耐磨性是指作相對運(yùn)動零件的工作表面抵抗磨損是指作相對運(yùn)動零件的工作表面抵抗磨損 的能力。機(jī)械零件磨損后，將改變其尺寸與形狀，降的能力。機(jī)械零件磨損后，將改變其尺寸與形狀，降 低機(jī)械的工作精度，削弱其強(qiáng)度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于磨損低機(jī)械的工作精度，削弱其強(qiáng)度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于磨損 而

13、導(dǎo)致失效的零件約占全部報(bào)廢零件的而導(dǎo)致失效的零件約占全部報(bào)廢零件的80%。 由于目前對磨損的計(jì)算尚無可靠、定量的計(jì)算方由于目前對磨損的計(jì)算尚無可靠、定量的計(jì)算方 法，因此常采用條件性計(jì)算。法，因此常采用條件性計(jì)算。 驗(yàn)算驗(yàn)算壓強(qiáng)壓強(qiáng)p p不超過許用值，以保證工作面不致不超過許用值，以保證工作面不致 產(chǎn)生過度磨損；產(chǎn)生過度磨損； 驗(yàn)算驗(yàn)算壓強(qiáng)和速度乘積壓強(qiáng)和速度乘積pVpV值值不超過許用值，以限不超過許用值，以限 制單位接觸表面上單位時間內(nèi)產(chǎn)生的摩擦功不致過大，制單位接觸表面上單位時間內(nèi)產(chǎn)生的摩擦功不致過大， 可防止發(fā)生膠合破壞；可防止發(fā)生膠合破壞； 驗(yàn)算驗(yàn)算工作速度工作速度V V。 p p （

14、2.3a） pv pv （2.3b） v v （2.3c） 以上準(zhǔn)則可寫成以上準(zhǔn)則可寫成: 式中，式中，p工作表面的壓強(qiáng)，工作表面的壓強(qiáng)，MPa； p材料的許用壓強(qiáng)，材料的許用壓強(qiáng)，MPa； V 工作速度，工作速度，m/s； pv pv的許用值，的許用值，MPa m/s； v v的許用值，的許用值，m/s。 4其他準(zhǔn)則其他準(zhǔn)則 剛度：剛度：零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。 若零件剛度不夠，其彎曲撓度或扭轉(zhuǎn)角超過允許的限度后，若零件剛度不夠，其彎曲撓度或扭轉(zhuǎn)角超過允許的限度后， 將影響機(jī)械系統(tǒng)正常工作。例如車床主軸的彈性變形過大，將將影響機(jī)械系統(tǒng)正常工作。

15、例如車床主軸的彈性變形過大，將 影響加工精度；齒輪軸的撓度過大，將影響一對齒輪的正確嚙影響加工精度；齒輪軸的撓度過大，將影響一對齒輪的正確嚙 合，并會增加載荷沿齒寬分布的不均勻性。合，并會增加載荷沿齒寬分布的不均勻性。 （1）剛度準(zhǔn)則）剛度準(zhǔn)則 y y （2.4a） （2.4b） （2.4c） 機(jī)械零件在載荷作用下所產(chǎn)生的彈性變形量應(yīng)小機(jī)械零件在載荷作用下所產(chǎn)生的彈性變形量應(yīng)小 于或等于機(jī)器工作時所允許的彈性變形量的極限值，于或等于機(jī)器工作時所允許的彈性變形量的極限值， 即即 式中，式中，y、 、 零件工作時的撓度、偏轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)角；零件工作時的撓度、偏轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)角； y、 、 零件的許用撓度、

16、許用偏轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)角。零件的許用撓度、許用偏轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)角。 （2）可靠性準(zhǔn)則）可靠性準(zhǔn)則 滿足強(qiáng)度要求的一批完全相同的零件，在規(guī)定的滿足強(qiáng)度要求的一批完全相同的零件，在規(guī)定的 工作條件下和規(guī)定的使用期限內(nèi)，并非所有零件都能工作條件下和規(guī)定的使用期限內(nèi)，并非所有零件都能 完成規(guī)定的功能，必有一定數(shù)量的零件會喪失工作能完成規(guī)定的功能，必有一定數(shù)量的零件會喪失工作能 力而失效。力而失效。 可靠度：可靠度：機(jī)械零件在規(guī)定的工作條件下和規(guī)定的機(jī)械零件在規(guī)定的工作條件下和規(guī)定的 使用時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。使用時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。 可靠度是衡量可靠度是衡量機(jī)械零件可靠性機(jī)械零件可靠性的一個特征量，零

17、的一個特征量，零 件的可靠度本身是一個件的可靠度本身是一個時間的函數(shù)時間的函數(shù)。為了保證所設(shè)計(jì)。為了保證所設(shè)計(jì) 的零件具有所需的可靠度，就要對零件進(jìn)行可靠性設(shè)的零件具有所需的可靠度，就要對零件進(jìn)行可靠性設(shè) 計(jì)。計(jì)。 2.2 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求和一般程序機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求和一般程序 2.2.1 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求 1強(qiáng)度強(qiáng)度 機(jī)械零件的強(qiáng)度不夠，就會在工作中發(fā)生斷裂或機(jī)械零件的強(qiáng)度不夠，就會在工作中發(fā)生斷裂或 不允許的殘余變形等。因此具有適當(dāng)?shù)牟辉试S的殘余變形等。因此具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度強(qiáng)度是設(shè)計(jì)機(jī)是設(shè)計(jì)機(jī) 械零件時必須滿足的械零件時必須滿足的最基本要求最基本要求。

18、提高機(jī)械零件的強(qiáng)度提高機(jī)械零件的強(qiáng)度措施措施： (5) 提高運(yùn)動零件的制造精度，以降低工作時的動載荷。提高運(yùn)動零件的制造精度，以降低工作時的動載荷。 (6)合理地配置機(jī)器中各零件的相互位置，以降低作合理地配置機(jī)器中各零件的相互位置，以降低作 用于零件上的載荷。用于零件上的載荷。 (1) 采用強(qiáng)度高的材料。采用強(qiáng)度高的材料。 (2) 使零件有足夠的截面尺寸。使零件有足夠的截面尺寸。 (3) 合理設(shè)計(jì)零件的截面形狀，以增大截面的慣性矩。合理設(shè)計(jì)零件的截面形狀，以增大截面的慣性矩。 (4)采用熱處理和化學(xué)處理的方法來提高材料的機(jī)械采用熱處理和化學(xué)處理的方法來提高材料的機(jī)械 強(qiáng)度特性。強(qiáng)度特性。 2剛

19、度剛度 機(jī)械零件在工作時所產(chǎn)生的彈性變形量不超過允機(jī)械零件在工作時所產(chǎn)生的彈性變形量不超過允 許的限度，就滿足了剛度要求。通常只有當(dāng)彈性變形許的限度，就滿足了剛度要求。通常只有當(dāng)彈性變形 過大就要影響機(jī)器工作性能的零件（如機(jī)床主軸、導(dǎo)過大就要影響機(jī)器工作性能的零件（如機(jī)床主軸、導(dǎo) 軌等），才需要滿足這項(xiàng)要求。對于這類零件，設(shè)計(jì)軌等），才需要滿足這項(xiàng)要求。對于這類零件，設(shè)計(jì) 時除了要作強(qiáng)度計(jì)算外，還必需作剛度計(jì)算。實(shí)踐證時除了要作強(qiáng)度計(jì)算外，還必需作剛度計(jì)算。實(shí)踐證 明，能滿足剛度要求的零件，通常其強(qiáng)度總是足夠的。明，能滿足剛度要求的零件，通常其強(qiáng)度總是足夠的。 提高機(jī)械零件的剛度提高機(jī)械零件的

20、剛度措施措施： (1)增大零件截面尺寸或增大截面的慣性矩。增大零件截面尺寸或增大截面的慣性矩。 (2)縮短支承跨距或采用多支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，以減小撓曲變形?？s短支承跨距或采用多支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，以減小撓曲變形。 (3)增大貼合面以降低壓力，可提高接觸剛度。增大貼合面以降低壓力，可提高接觸剛度。 (4)采用精加工以降低表面不平度。采用精加工以降低表面不平度。 3壽命壽命 壽命：壽命：機(jī)械零件不發(fā)生失效而正常工作所延續(xù)機(jī)械零件不發(fā)生失效而正常工作所延續(xù) 的時間。的時間。 影響零件壽命的主要因素有：材料的疲勞、腐影響零件壽命的主要因素有：材料的疲勞、腐 蝕以及相對運(yùn)動零件接觸表面的磨損等。蝕以及相對運(yùn)動零件接觸表面

21、的磨損等。 4可靠性可靠性 對于絕大多數(shù)的機(jī)械來說，失效的發(fā)生都是隨機(jī)對于絕大多數(shù)的機(jī)械來說，失效的發(fā)生都是隨機(jī) 性的。性的。 造成失效具有隨機(jī)性的原因，主要是由于零件所造成失效具有隨機(jī)性的原因，主要是由于零件所 受的載荷、環(huán)境、溫度等工況條件是隨機(jī)變化的，零受的載荷、環(huán)境、溫度等工況條件是隨機(jī)變化的，零 件本身的物理及機(jī)械性能也是隨機(jī)變化的，因此為了件本身的物理及機(jī)械性能也是隨機(jī)變化的，因此為了 提高零件的可靠性，就應(yīng)當(dāng)在工作條件和零件性能兩提高零件的可靠性，就應(yīng)當(dāng)在工作條件和零件性能兩 個方面使其隨機(jī)變化盡可能地小。此外，在使用中加個方面使其隨機(jī)變化盡可能地小。此外，在使用中加 強(qiáng)維護(hù)和對

22、工作條件進(jìn)行監(jiān)測，也可以提高零件的可強(qiáng)維護(hù)和對工作條件進(jìn)行監(jiān)測，也可以提高零件的可 靠性?？啃浴?5結(jié)構(gòu)工藝性結(jié)構(gòu)工藝性 機(jī)械零件應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于加工機(jī)械零件應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于加工 和裝配。為此，應(yīng)對機(jī)械零件進(jìn)行合理而正確的結(jié)構(gòu)和裝配。為此，應(yīng)對機(jī)械零件進(jìn)行合理而正確的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)；此外零件的結(jié)構(gòu)工藝性還應(yīng)從毛坯制造、機(jī)械設(shè)計(jì)；此外零件的結(jié)構(gòu)工藝性還應(yīng)從毛坯制造、機(jī)械 加工和裝配幾個生產(chǎn)環(huán)節(jié)來綜合考慮。加工和裝配幾個生產(chǎn)環(huán)節(jié)來綜合考慮。 6經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性 機(jī)械零件的經(jīng)濟(jì)性主要表現(xiàn)在零件本身的生產(chǎn)成機(jī)械零件的經(jīng)濟(jì)性主要表現(xiàn)在零件本身的生產(chǎn)成 本上。設(shè)計(jì)時應(yīng)力求設(shè)計(jì)出成本最低

23、的零件。零件的本上。設(shè)計(jì)時應(yīng)力求設(shè)計(jì)出成本最低的零件。零件的 成本包括材料的消耗、零件的加工制造等。設(shè)計(jì)時盡成本包括材料的消耗、零件的加工制造等。設(shè)計(jì)時盡 量采用簡單的零件結(jié)構(gòu)以減少加工工時；選擇適當(dāng)?shù)牧坎捎煤唵蔚牧慵Y(jié)構(gòu)以減少加工工時；選擇適當(dāng)?shù)?材料（如用廉價(jià)材料代替貴重材料）和合理的工藝；材料（如用廉價(jià)材料代替貴重材料）和合理的工藝； 盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件等，都將對降低零件成本有顯著的作盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件等，都將對降低零件成本有顯著的作 用。用。 2.2.2 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般程序機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般程序 不同種類的機(jī)械零件，其設(shè)計(jì)計(jì)算方法不同，設(shè)不同種類的機(jī)械零件，其設(shè)計(jì)計(jì)算方法不同，設(shè) 計(jì)步驟亦

24、不同，通?？砂磮D計(jì)步驟亦不同，通?？砂磮D2.1所示的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行：所示的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行： 選選 擇擇 類類 型型 受受 力力 分分 析析 選選 擇擇 材材 料料 確確 定定 計(jì)計(jì) 算算 準(zhǔn)準(zhǔn) 則則 理理 論論 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 繪繪 制制 工工 作作 圖圖 編編 寫寫 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 說說 明明 書書 圖圖2.1 機(jī)械零件設(shè)計(jì)步驟機(jī)械零件設(shè)計(jì)步驟 1選擇類型選擇類型 2受力分析受力分析 3.選擇材料選擇材料 根據(jù)零件工況條件及受載情況，選擇合適的材料及熱根據(jù)零件工況條件及受載情況，選擇合適的材料及熱 處理方法，確定材料的硬度和許用應(yīng)力。處理方法，確定材料的硬度和許用應(yīng)力。 通過受力

25、分析求出作用在零件上的載荷的性質(zhì)、大小、通過受力分析求出作用在零件上的載荷的性質(zhì)、大小、 方向，以便進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。方向，以便進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 主要根據(jù)工況條件、載荷性質(zhì)及尺寸大小選擇零件的主要根據(jù)工況條件、載荷性質(zhì)及尺寸大小選擇零件的 類型。類型。 4確定計(jì)算準(zhǔn)則確定計(jì)算準(zhǔn)則 分析機(jī)械零件的失效形式，確定其設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則。分析機(jī)械零件的失效形式，確定其設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則。 5設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算 6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則得到設(shè)計(jì)或校核計(jì)算公式，確定機(jī)械零根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則得到設(shè)計(jì)或校核計(jì)算公式，確定機(jī)械零 件的主要幾何尺寸及參數(shù)。如螺栓的小徑，齒輪的齒數(shù)、件的主要幾何尺寸及參數(shù)。如螺栓的小徑，齒輪的齒數(shù)、

26、 模數(shù)，軸的最小直徑等。模數(shù)，軸的最小直徑等。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即將機(jī)械零件的功能轉(zhuǎn)化為具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即將機(jī)械零件的功能轉(zhuǎn)化為具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 過程。設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮零件的強(qiáng)度、剛度、加工和裝配工藝過程。設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮零件的強(qiáng)度、剛度、加工和裝配工藝 性等要求。使設(shè)計(jì)的零件滿足尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單性等要求。使設(shè)計(jì)的零件滿足尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單 等基本要求。等基本要求。 7繪制工作圖繪制工作圖 8編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 工作圖必須符合制圖標(biāo)準(zhǔn)，要求尺寸齊全并標(biāo)上必要工作圖必須符合制圖標(biāo)準(zhǔn)，要求尺寸齊全并標(biāo)上必要 的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度及技術(shù)條件。的尺寸公差、形位公差、表面

27、粗糙度及技術(shù)條件。 將設(shè)計(jì)計(jì)算資料整理成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，作為技術(shù)文將設(shè)計(jì)計(jì)算資料整理成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，作為技術(shù)文 件存檔。件存檔。 2.3 機(jī)械零件材料的選用原則及常用材料機(jī)械零件材料的選用原則及常用材料 2.3.1 機(jī)械零件材料的選用原則機(jī)械零件材料的選用原則 從各種各樣的材料中選擇出合用的材料，是一從各種各樣的材料中選擇出合用的材料，是一 個較復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，通常主要考慮以下三方個較復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，通常主要考慮以下三方 面的要求。面的要求。 1使用要求使用要求 滿足使用要求是選擇材料的最基本原則。滿足使用要求是選擇材料的最基本原則。 使用要求通常包括零件所受載荷大小、性質(zhì)及其應(yīng)使用

28、要求通常包括零件所受載荷大小、性質(zhì)及其應(yīng) 力狀況。力狀況。 若零件尺寸取決于若零件尺寸取決于強(qiáng)度強(qiáng)度，且尺寸和重量又受到限制，且尺寸和重量又受到限制 時，應(yīng)選用強(qiáng)度較高的材料或強(qiáng)度極限與密度的比值較時，應(yīng)選用強(qiáng)度較高的材料或強(qiáng)度極限與密度的比值較 高的材料；高的材料；承受拉伸載荷承受拉伸載荷的零件宜選鋼材；的零件宜選鋼材；承受壓縮載承受壓縮載 荷荷的零件宜選鑄鐵；受的零件宜選鑄鐵；受沖擊載荷沖擊載荷的零件，宜選用韌性好的零件，宜選用韌性好 的材料；的材料；承受靜應(yīng)力承受靜應(yīng)力的零件，宜選用屈服極限較高的材的零件，宜選用屈服極限較高的材 料；在料；在變應(yīng)力條件下變應(yīng)力條件下工作的零件，宜選用疲勞

29、強(qiáng)度較高工作的零件，宜選用疲勞強(qiáng)度較高 的材料。的材料。 若零件尺寸取決于若零件尺寸取決于剛度剛度，且尺寸重量受到限制時，且尺寸重量受到限制時， 應(yīng)選用彈性模量較大的材料或彈性模量與密度之比值較應(yīng)選用彈性模量較大的材料或彈性模量與密度之比值較 高的材料。高的材料。 若零件的尺寸取決于若零件的尺寸取決于接觸強(qiáng)度接觸強(qiáng)度時，應(yīng)選用可進(jìn)行表時，應(yīng)選用可進(jìn)行表 面強(qiáng)化處理的材料，如齒輪齒面經(jīng)滲碳、氮化或碳氮共面強(qiáng)化處理的材料，如齒輪齒面經(jīng)滲碳、氮化或碳氮共 滲等熱處理后，其接觸強(qiáng)度比正火或調(diào)質(zhì)處理的鋼大為滲等熱處理后，其接觸強(qiáng)度比正火或調(diào)質(zhì)處理的鋼大為 提高。對在提高。對在滑動摩擦條件滑動摩擦條件下工

30、作的零件，應(yīng)選用減摩性下工作的零件，應(yīng)選用減摩性 能好的材料。在能好的材料。在腐蝕介質(zhì)中腐蝕介質(zhì)中工作的零件應(yīng)選用耐腐蝕的工作的零件應(yīng)選用耐腐蝕的 材料。對于材料。對于重要零件重要零件，應(yīng)選用綜合性能較好的材料。，應(yīng)選用綜合性能較好的材料。 2工藝要求工藝要求 所選材料應(yīng)與機(jī)件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、尺寸大小以及所選材料應(yīng)與機(jī)件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、尺寸大小以及 毛坯的制造方法相適應(yīng)。如外形復(fù)雜、尺寸較大的機(jī)件，毛坯的制造方法相適應(yīng)。如外形復(fù)雜、尺寸較大的機(jī)件， 若考慮用鑄造毛坯，則應(yīng)選用適合鑄造的材料，若考慮若考慮用鑄造毛坯，則應(yīng)選用適合鑄造的材料，若考慮 用焊接毛坯，則應(yīng)選用焊接性能較好的材料；尺寸小、

31、用焊接毛坯，則應(yīng)選用焊接性能較好的材料；尺寸小、 外形簡單、批量大的機(jī)件，適于沖壓或模鍛，應(yīng)選用塑外形簡單、批量大的機(jī)件，適于沖壓或模鍛，應(yīng)選用塑 性較好的材料。性較好的材料。 3經(jīng)濟(jì)性要求經(jīng)濟(jì)性要求 在機(jī)械的成本中，材料費(fèi)用約占在機(jī)械的成本中，材料費(fèi)用約占30%以上，有的甚以上，有的甚 至達(dá)到至達(dá)到50%，可見選用廉價(jià)材料有重大的意義。選用廉，可見選用廉價(jià)材料有重大的意義。選用廉 價(jià)材料，節(jié)約原材料，特別是貴重材料，是機(jī)械設(shè)計(jì)的價(jià)材料，節(jié)約原材料，特別是貴重材料，是機(jī)械設(shè)計(jì)的 一個基本原則。為了使零件的綜合成本最低，除了要考一個基本原則。為了使零件的綜合成本最低，除了要考 慮原材料的價(jià)格外，

32、還要考慮零件的制造費(fèi)用。例如鑄慮原材料的價(jià)格外，還要考慮零件的制造費(fèi)用。例如鑄 鐵雖比鋼材價(jià)廉，但對一些單件生產(chǎn)的機(jī)座，采用鋼板鐵雖比鋼材價(jià)廉，但對一些單件生產(chǎn)的機(jī)座，采用鋼板 型材焊接往往比用鑄鐵鑄造快而且成本低。型材焊接往往比用鑄鐵鑄造快而且成本低。 (1) 盡量采用高強(qiáng)度鑄鐵（如球墨鑄鐵）來代替鋼材；盡量采用高強(qiáng)度鑄鐵（如球墨鑄鐵）來代替鋼材； (2) 采用熱處理、化學(xué)處理或表面強(qiáng)化處理（如噴丸、采用熱處理、化學(xué)處理或表面強(qiáng)化處理（如噴丸、 滾壓）等工藝，以充分發(fā)揮材料的潛在機(jī)械性能。滾壓）等工藝，以充分發(fā)揮材料的潛在機(jī)械性能。 (3) 合理采用表面處理方式（如鍍鉻、鍍銅、發(fā)黑等）合理采

33、用表面處理方式（如鍍鉻、鍍銅、發(fā)黑等） 以延緩和減輕腐蝕或磨損，延長零件的使用壽命。以延緩和減輕腐蝕或磨損，延長零件的使用壽命。 (4) 在很多情況下，機(jī)件在其不同部位對材料有不同要在很多情況下，機(jī)件在其不同部位對材料有不同要 求，可采用組合式結(jié)構(gòu)，使零件的工作部分采用貴求，可采用組合式結(jié)構(gòu)，使零件的工作部分采用貴 重材料，其它非直接工作部分則可采用廉價(jià)的材料。重材料，其它非直接工作部分則可采用廉價(jià)的材料。 (5) 改善工藝方法，實(shí)現(xiàn)少或無切削加工，省料又省工，改善工藝方法，實(shí)現(xiàn)少或無切削加工，省料又省工， 提高材料利用率以降低成本。提高材料利用率以降低成本。 降低零件成本的措施：降低零件成本

34、的措施： 2.3.2 機(jī)械零件的常用材料機(jī)械零件的常用材料 機(jī)械零件常用的材料有機(jī)械零件常用的材料有鋼鋼、鑄鐵鑄鐵、有色金屬有色金屬、非金非金 屬材料屬材料和和復(fù)合材料復(fù)合材料。 1鋼鋼 鋼是機(jī)械制造中應(yīng)用最廣和極為重要的材料。按鋼是機(jī)械制造中應(yīng)用最廣和極為重要的材料。按 照化學(xué)成份，鋼可分為照化學(xué)成份，鋼可分為碳素鋼碳素鋼和和合金鋼合金鋼；按照零件加；按照零件加 工工藝，可分為工工藝，可分為鑄鋼鑄鋼和和鍛鋼鍛鋼；按照用途，可分為；按照用途，可分為結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 鋼鋼、工具鋼工具鋼和和特殊鋼特殊鋼。 碳素結(jié)構(gòu)鋼在機(jī)械設(shè)計(jì)中最為常用碳素結(jié)構(gòu)鋼在機(jī)械設(shè)計(jì)中最為常用。 碳素結(jié)構(gòu)鋼分碳素結(jié)構(gòu)鋼分普通碳素鋼和

35、優(yōu)質(zhì)碳素鋼普通碳素鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼兩類。兩類。 對于受力不大，而且基本上承受靜應(yīng)力的不太重對于受力不大，而且基本上承受靜應(yīng)力的不太重 要的零件，可以選用普通碳素鋼。普通碳素鋼（如要的零件，可以選用普通碳素鋼。普通碳素鋼（如 Q215、Q235等）只保證機(jī)械性能，不保證其化學(xué)成份，等）只保證機(jī)械性能，不保證其化學(xué)成份， 并且不適宜作熱處理，故一般用于不太重要的或不需并且不適宜作熱處理，故一般用于不太重要的或不需 熱處理的機(jī)件和工程結(jié)構(gòu)件。熱處理的機(jī)件和工程結(jié)構(gòu)件。 碳素鋼的性能主要決定于其含碳量。碳素鋼的性能主要決定于其含碳量。 低碳鋼低碳鋼（含碳量低于（含碳量低于0.25%）可淬性較差，一般）可

36、淬性較差，一般 用于退火狀態(tài)下強(qiáng)度不高的零件（如螺釘、螺母、小用于退火狀態(tài)下強(qiáng)度不高的零件（如螺釘、螺母、小 軸），也用于鍛件和焊接件。低碳鋼經(jīng)滲碳處理可用軸），也用于鍛件和焊接件。低碳鋼經(jīng)滲碳處理可用 于制造表面硬、耐磨并承受沖擊負(fù)荷的零件。于制造表面硬、耐磨并承受沖擊負(fù)荷的零件。 中碳鋼中碳鋼（含碳量（含碳量0.25% 0.6%）可淬性以及綜合）可淬性以及綜合 機(jī)械性能均較好，可進(jìn)行淬火、調(diào)質(zhì)或正火處理，用機(jī)械性能均較好，可進(jìn)行淬火、調(diào)質(zhì)或正火處理，用 于制造受力較大的螺栓、鍵、軸、齒輪等零件。于制造受力較大的螺栓、鍵、軸、齒輪等零件。 高碳鋼高碳鋼（含碳量大于（含碳量大于0.6%）可淬性

37、更好，經(jīng)熱處）可淬性更好，經(jīng)熱處 理后有較高的硬度和強(qiáng)度，主要用于制造彈簧、鋼絲理后有較高的硬度和強(qiáng)度，主要用于制造彈簧、鋼絲 繩等高強(qiáng)度零件。繩等高強(qiáng)度零件。優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼（如（如15、45、50號鋼）號鋼） 可同時保證其機(jī)械性能和化學(xué)成份，可用于制造需經(jīng)可同時保證其機(jī)械性能和化學(xué)成份，可用于制造需經(jīng) 熱處理的較重要的零件。熱處理的較重要的零件。 合金鋼是由碳鋼在其中加入某些合金元素冶煉而合金鋼是由碳鋼在其中加入某些合金元素冶煉而 成成。 每一種合金元素含量低于每一種合金元素含量低于2%或合金元素總含量或合金元素總含量 低于低于5%的稱的稱低合金鋼低合金鋼，每一種合金元素含量為，每一種

38、合金元素含量為 2%5% 或合金元素總含量為或合金元素總含量為5%10% 的稱的稱中合金鋼中合金鋼， 每一種合金元素含量高于每一種合金元素含量高于5%或合金元素總含量高于或合金元素總含量高于 10%的稱的稱高合金鋼高合金鋼。 合金元素不同時，鋼的機(jī)械性能有較大的變動并合金元素不同時，鋼的機(jī)械性能有較大的變動并 具有各種特殊性質(zhì)。具有各種特殊性質(zhì)。 例如，例如，鉻鉻能提高鋼的硬度，并能在高溫時防銹耐能提高鋼的硬度，并能在高溫時防銹耐 酸；酸；鎳鎳使鋼具有很高的強(qiáng)度、塑性與韌性；使鋼具有很高的強(qiáng)度、塑性與韌性；鉬鉬能提高能提高 鋼的硬度和強(qiáng)度，特別能使鋼具有較高的耐熱性；鋼的硬度和強(qiáng)度，特別能使鋼

39、具有較高的耐熱性；錳錳 能使鋼具有良好的淬透性、耐磨性。同時含有幾種合能使鋼具有良好的淬透性、耐磨性。同時含有幾種合 金元素的合金鋼（如鉻錳鋼、鉻釩鋼、鉻鎳鋼），其金元素的合金鋼（如鉻錳鋼、鉻釩鋼、鉻鎳鋼），其 性能的改變更為顯著。但合金鋼較碳素鋼價(jià)貴，對應(yīng)性能的改變更為顯著。但合金鋼較碳素鋼價(jià)貴，對應(yīng) 力集中亦較敏感，通常在碳素鋼難于勝任工作時才考力集中亦較敏感，通常在碳素鋼難于勝任工作時才考 慮采用。慮采用。 此外，合金鋼如不經(jīng)熱處理，其機(jī)械性能并不明此外，合金鋼如不經(jīng)熱處理，其機(jī)械性能并不明 顯優(yōu)于碳素鋼，因此，合金鋼零件一般都需進(jìn)行熱處顯優(yōu)于碳素鋼，因此，合金鋼零件一般都需進(jìn)行熱處 理

40、，以充分發(fā)揮材料的潛在機(jī)械性能。理，以充分發(fā)揮材料的潛在機(jī)械性能。 無論是碳素鋼還是合金鋼，用澆鑄法所得的鑄件無論是碳素鋼還是合金鋼，用澆鑄法所得的鑄件 毛坯均稱為毛坯均稱為鑄鋼鑄鋼。鑄鋼主要用于制造承受重載的大型。鑄鋼主要用于制造承受重載的大型 鑄件。鑄鋼強(qiáng)度明顯高于鑄鐵，與碳素鋼接近。鑄鋼鑄件。鑄鋼強(qiáng)度明顯高于鑄鐵，與碳素鋼接近。鑄鋼 的彈性模量約為鑄鐵的的彈性模量約為鑄鐵的2倍，因此減振性不如鑄鐵。倍，因此減振性不如鑄鐵。 鑄鋼存在易于產(chǎn)生縮孔等缺陷，鑄造工藝性不如鑄鋼存在易于產(chǎn)生縮孔等缺陷，鑄造工藝性不如 鑄鐵。鑄鋼品種很多，有碳素鑄鋼、低合金鑄鋼、耐鑄鐵。鑄鋼品種很多，有碳素鑄鋼、低

41、合金鑄鋼、耐 蝕鑄鋼、耐熱鑄鋼等。附表蝕鑄鋼、耐熱鑄鋼等。附表1.1為常用鋼的機(jī)械性能為常用鋼的機(jī)械性能 及應(yīng)用舉例。及應(yīng)用舉例。 2鑄鐵鑄鐵 含碳量大于含碳量大于2%的鐵碳合金稱為鑄鐵。鑄鐵是用量的鐵碳合金稱為鑄鐵。鑄鐵是用量 最多的機(jī)械結(jié)構(gòu)材料最多的機(jī)械結(jié)構(gòu)材料。鑄鐵成本低廉，耐磨和減振性。鑄鐵成本低廉，耐磨和減振性 能好。能好。 鑄鐵一般分為鑄鐵一般分為灰鑄鐵灰鑄鐵、球墨鑄鐵球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵和和 特殊性能鑄鐵特殊性能鑄鐵等。其中最常用的是等。其中最常用的是灰鑄鐵灰鑄鐵。 灰鑄鐵（灰鑄鐵（HT）主要用于中等載荷以下的結(jié)構(gòu)件、）主要用于中等載荷以下的結(jié)構(gòu)件、 復(fù)雜的薄壁件和潤滑條件

42、下的摩擦副零件等。復(fù)雜的薄壁件和潤滑條件下的摩擦副零件等。 灰鑄鐵的強(qiáng)度極限隨壁厚增加而減小，設(shè)計(jì)時應(yīng)灰鑄鐵的強(qiáng)度極限隨壁厚增加而減小，設(shè)計(jì)時應(yīng) 考慮工藝需要使壁厚盡可能一致?；诣T鐵的抗壓強(qiáng)度考慮工藝需要使壁厚盡可能一致?；诣T鐵的抗壓強(qiáng)度 與抗拉強(qiáng)度比約為與抗拉強(qiáng)度比約為4：1，因此在結(jié)構(gòu)上應(yīng)當(dāng)盡量使鑄，因此在結(jié)構(gòu)上應(yīng)當(dāng)盡量使鑄 件受壓縮，不受或少受拉伸或彎曲。灰鑄鐵的彈性模件受壓縮，不受或少受拉伸或彎曲?；诣T鐵的彈性模 量比鋼低，剛度比鋼差。灰鑄鐵減振性能好，常用于量比鋼低，剛度比鋼差?；诣T鐵減振性能好，常用于 機(jī)器的機(jī)座及機(jī)體等?；诣T鐵屬脆性材料，不適宜承機(jī)器的機(jī)座及機(jī)體等?；诣T鐵屬脆性材

43、料，不適宜承 受沖擊載荷，也不能輾壓和鍛造，不易焊接。受沖擊載荷，也不能輾壓和鍛造，不易焊接。 球墨鑄鐵（球墨鑄鐵（QT）基體中的石墨呈球狀，提高了基）基體中的石墨呈球狀，提高了基 體強(qiáng)度和承受應(yīng)力集中的能力，其強(qiáng)度比灰鑄鐵高一體強(qiáng)度和承受應(yīng)力集中的能力，其強(qiáng)度比灰鑄鐵高一 倍和普通碳素鋼接近。球墨鑄鐵價(jià)格比鋼便宜，廣泛倍和普通碳素鋼接近。球墨鑄鐵價(jià)格比鋼便宜，廣泛 用于受沖擊載荷的高強(qiáng)度鑄件，如曲軸、齒輪等。用于受沖擊載荷的高強(qiáng)度鑄件，如曲軸、齒輪等。 可鍛鑄鐵（可鍛鑄鐵（KT）主要用于尺寸太小、形狀復(fù)雜、）主要用于尺寸太小、形狀復(fù)雜、 不能用鑄鋼和鍛鋼制造，而灰鑄鐵又不能滿足強(qiáng)度和不能用鑄

44、鋼和鍛鋼制造，而灰鑄鐵又不能滿足強(qiáng)度和 高延伸率要求時的情況，它是鑄件而不是鍛件?？慑懜哐由炻室髸r的情況，它是鑄件而不是鍛件。可鍛 鑄鐵強(qiáng)度和塑性近似于普通碳素鋼和球墨鑄鐵。鑄鐵強(qiáng)度和塑性近似于普通碳素鋼和球墨鑄鐵。 3有色金屬合金有色金屬合金 有色金屬合金具有某些特殊性能，如良好的有色金屬合金具有某些特殊性能，如良好的減摩減摩 性性、跑合性跑合性、抗腐蝕性抗腐蝕性、抗磁性抗磁性、導(dǎo)電性導(dǎo)電性等。等。 鋁合金強(qiáng)度與密度比值比鋼高，具有比較高的機(jī)鋁合金強(qiáng)度與密度比值比鋼高，具有比較高的機(jī) 械強(qiáng)度；但硬度低、抗壓強(qiáng)度低、不耐磨、對應(yīng)力集械強(qiáng)度；但硬度低、抗壓強(qiáng)度低、不耐磨、對應(yīng)力集 中敏感、鑄造性能稍差、彈性模量低、線膨脹系數(shù)高、中敏感、鑄造性能稍差、彈性模量低、線膨脹系數(shù)高、 不能承受大的表面載荷。選用鋁合金時應(yīng)從結(jié)構(gòu)上盡不能承受大的表面載荷。選用鋁合金時應(yīng)從結(jié)構(gòu)上盡 量消除應(yīng)力集中和考慮鑄造工藝性；與鋼鐵零件一起量消除應(yīng)力集中和考慮鑄造工藝性；與鋼鐵零件一起 使用時要注意選擇合適的配合公差。使用時要注意選擇合適的配合公差。 銅合金具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性和延銅合金具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性和延 展性，