机械零件材料及成型方法选择.ppt

7.4典型机械零件毛坯成型方法选用示例(轴杆类、盘套类、箱体类)7.4.1轴杆类零件7.4.2盘套类零件7.4.3箱体类零件第30页,共31页，星期六，2024年，5月7.4.1轴杆类零件第31页,共31页，星期六，2024年，5月7.1选材的一般原则7.1.1零件失效的类型、原因及分析方法7.1.2材料的选用7.1.3选材的一般程序第2页,共31页，星期六，2024年，5月7.1.1零件失效的类型、原因及分析方法1.零件失效的类型、原因各种机械零件都具有一定的功能，当它不能按要求的效率完成预定的功能时，则称该零件已失效。零件失效具体表现为：零件完全破坏，不能继续工作；严重损伤不能再安全工作；虽仍能安全工作，但不能完成规定的功能。根据零件损坏的特点、所受载荷的类型及外在条件，零件的失效可归纳为下列三种类型：①变形失效；②断裂失效；③表面损伤失效。引起失效的具体原因大体可以分为①设计；②材料；③加工；④安装使用第3页,共31页，星期六，2024年，5月2.零件失效分析方法①应尽可能仔细地收集失效零件的残体，拍照留据，确定重点分析的对象和部位。并在零件失效的发源部位切取样品。②应详细整理失效零件的有关资料，如设计资料、加工工艺文件及使用记录等。③将所选样品进行宏观及微观的断口分析，以及必要的金相剖面分析，确定失效的发源地及失效的方式。④测定样品的必要数据，包括设计所依据的性能指标及与失效有关的性能数据，材料的组织及化学成分是否符合要求，分析在失效零件上收集到的腐蚀产物的成分、磨屑的成分等。必要时还要进行无损探伤、断裂力学分析等，考查有无裂纹或其他缺陷。第4页,共31页，星期六，2024年，5月7.1.2材料的选用1.使用性能与选材2.工艺性能与选材3.经济性与选材第5页,共31页，星期六，2024年，5月一些零件的工作条件、主要损坏形式及主要机械性能指标第6页,共31页，星期六，2024年，5月7.1.3选材的一般程序1.分析零件工作条件2.材料预选择3.材料终选择4.验证选材的可靠性第7页,共31页，星期六，2024年，5月第8页,共31页，星期六，2024年，5月7.2典型零件的选材及改性方法示例7.2.1.齿轮类零件的选材及改性方法7.2.2轴类零件的选材及改性方法第9页,共31页，星期六，2024年，5月7.2.1.齿轮类零件的选材及改性方法1.齿轮的工作条件及性能要求2.齿轮零件的选材3.典型齿轮选材举例第10页,共31页，星期六，2024年，5月1.齿轮的工作条件及性能要求齿轮是机械工业、汽车、拖拉机中应用最广的零件之一，主要用于功率的传递和速度的调节，其工作时的受力状况如下：①由于传递扭矩，齿根承受较大的交变弯曲应力；②齿面相互滑动和滚动，承受较大的接触应力，并发生强烈的摩擦；③由于换档、启动或啮合不良，齿部承受一定的冲击。根据齿轮的工作特点，其主要失效形式有以下几种：①轮齿折断有两类断裂形式，一类为疲劳断裂：主要发生在齿根，常常一齿断裂引起数齿、甚至更多的齿断裂；另一类是过载断裂：主要是冲击载荷过大造成的断齿；②齿面磨损由于齿面接触区摩擦，使齿厚变小，齿隙增大；③齿面的剥落在交变接触应力作用下，齿面产生微裂纹并逐渐发展，引起点状剥落。据此，要求齿轮用材应具有如下性能：①高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度；②高的硬度和耐磨性；③轮齿心部要有足够的强度和韧性；第11页,共31页，星期六，2024年，5月2.齿轮零件的选材第12页,共31页，星期六，2024年，5月3.典型齿轮选材举例C6132车床传动齿轮JN—150汽车变速齿轮第13页,共31页，星期六，2024年，5月7.2.2轴类零件的选材及改性方法1.机床主轴2.汽车半轴3.内燃机曲轴第14页,共31页，星期六，2024年，5月1.机床主轴在选用机床主轴的材料和热处理工艺时，必须考虑以下几点：①受力的大小。②轴承类型。③主轴的形状及其可能引起的热处理缺陷。机床主轴的工作条件和性能要求C6140车床主轴的工作条件：①承受交变的弯曲应力与扭转应力，有时受到冲击载荷的作用；②主轴大端内锥孔和锥度外圆，经常与卡盘、顶针有相对摩擦；③花键部分经常有磕碰或相对滑动。热处理技术条件：整体调质硬度达200～230HBS；内锥孔和外圆锥面处硬度为45～50HRC；花键部分的硬度为48～53HRC。第15页,共31页，星期六，2024年，5月（2）主轴用钢及热处理改性C6140车床属于中速、中负荷、在滚动轴承中工作的机床，因此选用45