典型零件的选材
仪器信息网 · 2009-08-02 21:40 · 30315 次点击
轴类零件是机械设备中最主要零件之一,也是影响机械设备的精度和寿命的关键零件。其作用是支承回转零件并传递运动和转矩,是影响运行精度和寿命的关键件。轴(如车床主轴、带轮的轴等),心轴(如火车轴轮、自行车、汽车的前轴等)和传动轴(如车床上的光杠等)3类。各种轴的尺寸相差悬殊,如手表中摆动轴最小处只有φ0.085mm,而汽轮机转子轴可达φ1000mm以上。主要用来承受各种载荷和传递动力。一般轴的工作条件为:
一、轴类零件的选材:
1.轴类零件的工作条件:重要件,作用是支承回转件并传递运动和动力。影响精度和寿命。
2.轴类零件的失效形式:疲劳、过载断裂、过量变形和轴颈过度磨损。
3.轴类零件的性能要求:选材有足够的抗拉强度和刚度,适当的冲击韧性和高的疲劳强度,对轴颈处受磨擦部要高硬度和耐磨性。工艺上切削加工性和淬透性。
4.轴类零件的使用特点:经锻造或轧制的低碳、中碳钢或合金钢。
5.轴类零件的选材(机床主轴CA6140):中速中等载荷,选用45钢。锻后正火、调质、局部淬火、回火。
二、齿轮类零件的选材:
1.工作条件:通过齿面接触传递动力,两齿面相互啮合。即有滚动,又有滑动。
在齿表面:受到交变接触压应力及摩擦力的作用。
在齿根部:受到交变变曲应力的作用。
换挡:受到冲击。
安装不良:齿面接触不良。
2.失效形式:轮齿折断、齿面损伤(主要)过程塑变,齿端磨损。
3.性能要求:高的疲劳强度(接触)和抗拉强度、高的表面硬度和耐磨性适当的心部强度和足够的韧性。小的淬火变形,良好的加工性。
4.用材特点:
对硬度和耐磨性要求不很高,对冲击韧度要求一般的中,低速和载荷不在的中,小型传动齿轮。
A:调质钢:如车床、钻床等变速齿轮、排轮、45、40g40MnB。
HT工艺:调质(或正火)再进行表面淬火+低温回火。
要求高的运动速度的用渗氮钢、调质后渗氮。
B:渗碳钢:主要制高速、重载、冲击较大的重要齿轮。如汔车、拖拉机变速箱齿轮。驱动桥齿轮,立式车床等。
材料:20CrMnTi、20Cr、20CrMo、20CrMnMo等。
HT:渗碳,淬火+低温回火或喷丸。
C:铸钢和铸铁齿轮:
铸钢:制力学性能要求较高。形状复杂、难以锻的大型齿轮、如起重机齿轮。
材料:ZG270-150、ZG310-570、ZG340-640、ZG40Cr
①:对耐磨性、疲劳强度较高,但冲击载荷较小的齿轮,选用球墨铸铁,如QT500-07、QT600-03
②:冲击载荷小的低精度、低速齿轮、可选用铸铁如HT200、HT250、HT300
D:非铁金属齿轮:
仪器、仪表及在腐蚀性介质中工作的轻载齿轮。选用黄铜、铝青铜、锡青铜等。
E:塑料齿轮:尼龙、ABS、聚甲醛等。
3.箱体类零件的选材:
常见零件:机床上的主轴箱、变速箱、进给箱和溜板箱、内燃机缸体和缸盖、泵壳、床身、变速机箱体。
性能要求:主要受应力,也受一定的弯曲应力和冲击力。因此具有足够的刚度、抗拉强度和良好的减震性。
1.对受力较大,要求高的抗拉强度,高韧性(或在高温高压下工作)的选铸钢。
2.对受力不大,且受静压力,不受冲击的选用灰铸铁HT150、HT200。
3.相对运动件(存摩擦、磨损)应选用抗拉强度较高的灰铸铁如HT250或孕育铸铁,HT300HT350。
4.受力不大,要求轻且热导性好的小型箱体件,可选用铝合金铸造如ZALSi5Cu1Mg(ZL105);ZALCu5Mn(ZL201)。
5.受力小,耐蚀以轻件,选工程塑料,ABS有机玻璃、尼龙。
6.受力较大,形状简单件或单件,选用型钢焊接如Q235或45钢。