第6章 机械零件设计与计算概论.ppt

一、常用材料 4 非金属材料： 工程塑料、橡胶、夹布胶木、复合材料… 机械设计基础——机械零件设计和计算概论 1．工程塑料 （1） 尼龙 品种、数量及应用上居工程塑料之首，它强度高，耐磨 性好，耐化学腐蚀。但易吸收水分而影响尺寸的稳定性。 （2）聚碳酸脂 在工程塑料中韧性最好，透光率达90%，连续使用温 度达135℃～145℃，它正取代玻璃和有机玻璃，作为飞机上的挡风 夹层和天窗。 （3）聚甲苯 在工程塑料中弹性模量最高，并有高硬度，低摩擦系数和较好的耐疲劳性能，适用于制造小齿轮及轴套等。 （4）聚苯醚 在工程塑料中硬度最高，热膨胀系数最小，最耐热。 （5）ABS 具有良好的综合性能。广泛应用在管材、家用电器和纺织机械 中。用ABS制成的泡沫夹层板，可作小轿车的车身。 一、常用材料 4 非金属材料： 工程塑料、橡胶、夹布胶木、复合材料… 机械设计基础——机械零件设计和计算概论 2．橡胶 常用来制造轮胎、垫板、隔热板、传动带和减振零件等 3．夹布胶木 常用来制造板材、电工元件，轻载无噪声齿轮和耐腐蚀元件等。 4．其他 工业上，经常使用的非金属材料还有陶瓷、皮革、木材、纸板等 。 二、热处理方法 1 退火 2 正火 3 淬火 4 回火 5 表面热处理 机械设计基础——机械零件设计和计算概论 热处理比较 1 退火 降低硬度、提高韧性、细化晶粒、消除内应力 2 正火 用于处理低中碳钢，代替低中碳钢的退火。提高硬度，增加韧性， 易于切削，减少应力 机械设计基础——机械零件设计和计算概论 3 淬火（蘸火） 提高硬度和耐磨性、但内应力增大，会发脆，应再回火 4 回火 消除淬火后的内应力，以获得零件所需的性能，提高韧性 低温回火：高强度、高硬度及良好的耐磨性 中温回火：高弹性、硬度中等 高温回火：强度、塑性、韧性都较好(调质——淬火+高温回火) 正火(空冷) 退火(炉冷) 回火 加热 保温 淬火 时间 温度 表面热处理 表面热处理：表面增硬，芯部韧 表面淬火法（火焰加热、感应加热…） 化学热处理（渗碳、氮化、氰化...） 机械设计基础——机械零件设计和计算概论 三、材料力学性能指标 弹性极限：sP 抗拉强度：sB 屈服强度：sS ( s0.2 ) 机械设计基础——机械零件设计和计算概论 硬度： HBS:布氏硬度 硬度机压头为淬火钢球，不能测太硬的材料，一般HBS450 HRC、HRB、HRA:洛氏硬度 120o金刚石锥体，载荷150kgf,不能册硬、脆的薄层零件 HV:维氏硬度 136 o金刚石四角锥体，载荷小，5-30kgf 显微硬度 三种硬度单位之比较： HV(维氏) ≈ HBS(布氏)；HRC(洛氏)×10 ≈ HBS sp sS sB e s A B C D E 四、材料选择原则 使用要求：使用环境、载荷性质、结构、重要程度... 工艺要求：零件及其毛坯的形状、批量、加工方法... 经济要求：材料价格结合加工费用、材料利用率... 机械设计基础——机械零件设计和计算概论 6-5 机械零件的工艺性和标准化 一、工艺性 主要体现在下面三个方面： 1. 毛坯选择合理 铸件、锻件、 型材… ？单件生产、批量生产？ 2. 结构设计合理 几何形状力求简单，截面大小尽可能均匀... 3. 制造精度及表面粗糙度选择合理 二、标准化 品种规格的系列化、零部件的通用化、产品质量标准化 国际标准ISO、国家标准GB、行业标准(JB、YB、QB)、企业标准 标准又分为强制性（GB）和推荐性（GB/T）两种 这些标准在机械手册中可以查到，我们应学会查手册 机械设计基础——机械零件设计和计算概论 机械原理——机械的平衡 机械原理——机械的平衡 第6章 机械零件设计和计算概论 6-1 机械零件设计概述 6-2 机械零件的工作能力准则 6-3 许用应力和安全系数 6-4 常用材料及其选择 6-5 机械零件的工艺性和标准化 基本要求: 掌握零件常见的失效形式和设计准则 掌握许用应力、安全系数的概念及确定方法 了解零件的常用材料及性能 机械设计基础——机械零件设计和计算概论 6-1 机械零件机械零件设计概述 一、机械零件分类 二、机械零件设计基本要求 三、机械零件设计过程 四、机械零件传统设计方法 机械设计基础——机械零件设计和计算概论 一、机械零件分类 机器：机械、机构的总称 构件——运动的单元 零件——制造的单元 机械设计基础——机械零件设计和计算概论 通用 零件 传动件：齿轮、蜗杆、带、链 联接件：螺栓、键、花键 支承件：轴、轴承 机械零件 专用零件：水轮机叶片、活塞、曲轴,飞