《机械设计基础》课件－+机械零件设计概论

1第7章机械零件设计概论第一节机械零件设计概述第二节机械零件的强度第三节机械零件的接触强度第四节机械设计中的耐磨性第五节机械制造常用材料及其选择第六节公差与配合、外表粗糙度第七节机械零件的工艺性及标准化本章总结2第一节机械零件设计概述一、研究对象和任务二、机械零件设计概述3一、研究对象和任务

1.研究对象2.研究任务4一、研究对象和任务1.研究对象一台机器，从运动的角度来看，它是由一些机构〔构件〕所组成；如果从制造的角度来看，那么它是由一些零件所组成。机械零件是组成机器的根本单元。注意：前面讲的内容，都是机构〔构件〕，它是从运动的角度来研究的。机械零件分两大类：通用零件和专用零件。1〕通用零件——在各种机器上经常使用的。如联接件：螺栓、键、销等；传动件：带、链、齿轮、蜗杆蜗轮等。〔注意区分：齿轮机构－传递运动的角度来称呼齿轮传动－传递动力的角度来称呼〕轴、轴承、联轴器；弹簧。5一、研究对象和任务1.研究对象2〕专用零件——在特定的机器上才用到的。如内燃机上的活塞汽轮机上的叶片螺旋桨〔轮船和老式飞机上用〕梭子〔纺织机上用〕

机械设计只研究通用零件。6一、研究对象和任务2.研究任务主要研究通用零件的工作能力——零件不发生失效能平安工作的限度。失效——零件丧失工作能力，不能正常工作。工作能力与许多因素有关，如材料、结构、工作能力的计算〔即如何判断工作能力够否〕、制造、维护等。机械设计的内容包括了这些因素。工程制图只是画，工程力学只是算，机械零件设计就有条件在研究机械零件的根底上进行设计。研究通用零件的工作能力为主，从而带动机械设计。7一、研究对象和任务2.研究任务学习机械零件设计要到达以下要求：1〕掌握通用零件的工作原理和特点，目的是能够合理选择零件类型；2〕能计算通用零件的工作能力〔包括设计计算和校核计算〕；3〕学习机械零件的结构设计，了解使用、维护的知识；4〕学习运用标准、标准〔指企业的标准〕和手册等设计资料；5〕具有设计通用零件和简单传动装置的能力；6〕具有分析机械零件的失效原因，并能提出改进措施的能力。8二、机械零件设计概述1.机械零件设计应满足的要求2.机械零件设计的一般步骤3.机械零件的工作能力、失效形式、计算准那么9二、机械零件设计概述1.机械零件设计应满足的要求(即零件设计好坏的标准)：1〕工作可靠保证工作能力。2〕本钱要低本钱包括：材料的费用、制造的费用。材料应当合理选择制造是指零件的工艺性要好(包括毛坯、加工、装配)10二、机械零件设计概述1〕选择零件类型；〔如回转运动→直线运动，可有多种类型〕2〕拟定零件的计算简图；3〕确定零件上所受的载荷〔载荷包括力和力矩〕；4〕选择零件的材料；5〕找出零件的失效形式，确定工作零件的计算准那么，计算零件的主要尺寸；计算准那么——工作能力够不够的判定条件。主要尺寸——决定机械零件工作能力的尺寸。如轴上危险截面的轴径——轴的主要尺寸；链的节距——链的主要尺寸；齿轮的模数——齿轮的主要尺寸。2.机械零件设计的一般步骤11二、机械零件设计概述6〕绘制零件的工作图不光画图，还要进行结构设计、决定公差等级等。对齿轮来说，有齿轮的精度等级、外表粗糙度、其它技术要求。结构设计——确定零件各组成局部的形状和尺寸。如阶梯轴(图1):定出危险截面的直径后，再定出其它各截面的直径、长度。齿轮(图2)：定出模数、齿数后，再确定其它的形状、尺寸。其中，轮缘——与齿轮连起来的局部；轮毂——与轴连的局部；轮辐——连接轮缘、轮毂的局部。●结构设计好坏的标准：好结构——在满足工作能力的前提下，重量小〔节约材料〕、工艺性好〔毛坯、加工、装配〕2.机械零件设计的一般步骤12轴端挡圈带轮轴承盖套筒齿轮滚动轴承单级齿轮减速器的高速轴13dh=1.6ds(铸钢);dh=1.6ds(铸铁)lh=(1.2.~1.5)ds,并使lh

≥b

c=0.2b;但不小于10mmδ=(2.5.~4)mn,但不小于8mmh1=0.8ds;h2=0.8h1;s=1.5h1;但不小于10mme=0.8ds;h2=0.8h1

bdsdhda斜度1:20cδlhh1eeh2s轮辐式齿轮14二、机械零件设计概述3.机械零件的工作能力、失效形式、计算准那么工作能力——机械零件不发生失效能平安工作的限度。或者说，机械零件抵抗发生失效的能力。如果这个限度或能力是指载荷而言，这个工作能力称承载能力。〔工作能力含义广，承载能力含义窄〕以后常用到承载能力。失效——零件丧失工作能力，不能正常工作。失效的形式很多，破坏是最主要、最根本的失效形式。破坏：断裂〔脆性材料〕和塑性变形过大。刚度不够：弹性变形过大。细长杆失稳：15二、机械零件设计概述3.机械零件的工作能力、失效形式、计算准那么共振：振幅超过了许用值。打滑：摩擦传动，带传动过载。磨损：相对运动的外表。一个具体零件，失效形式可能不止一种，而有多种。针对不同的失效形式，就有多种的承载能力。特别注意：一个零件的承载能力是指最小的承载能力。如轴：按弯能承受5000N，按刚度只能承受2000N，那么轴的承载能力是2000N。为防止失效，承载能力的判定条件——计算准那么常用的计算准那么有：强度、刚度、耐磨性。16第二节机械零件的强度一、载荷的分类二、应力的分类三、强度条件式17一、载荷的分类

1.名义载荷2.计算载荷18一、载荷的分类1.名义载荷名义载荷〔也称载荷〕，是指机器在理想平稳的工作条件下，作用在零件上的载荷。〔物理、力学中指的都是名义载荷〕2.计算载荷大多数机器的工作都不是理想平稳的。零件除了受到工作载荷外，还受到各种各样的附加载荷，如何考虑这些附加载荷，为简单起见，引入一个载荷系数，用K表示。K×名义载荷＝计算载荷如KF=Fca，KT=Tca★机械零件常按计算载荷进行计算。载荷分静载荷和变载荷：静载荷——不随时间变化或变化缓慢的载荷。变载荷——随时间作周期性变化或非周期性变化的载荷。19二、应力的分类

1.静应力2.变应力应力是受力杆件某一截面上的某一点处的内力集度，即：单位面积上的内力称为“应力〞。

垂直于截面的应力分量称为正应力〔或法向应力〕，用σ表示；相切于截面的应力分量称切应力或切向应力，用τ表示。应力的单位为Pa。1Pa=1N／m2工程实际中应力数值较大，常用MPa或GPa作单位1MPa=106Pa(10的6次方)1GPa=109Pa(10的9次方)20二、应力的分类otσσ=常数σmax脉动循环变应力r=0σm静应力:

σ=常数变应力:

σ随时间变化平均应力:应力幅:Tσmaxσminσaσaσm循环变应力otσ变应力的循环特性:σmaxσminσaσa对称循环变应力r=-1otσ----脉动循环变应力----对称循环变应力-1=0+1----静应力otσσaσaσminr=+1静应力是变应力的特例21二、应力的分类

特别注意：

零件的失效，不应根据零件所受载荷的类型或性质，而应根据零件受载后所产生的工作应力的变化类型或性质来判定。22三、强度条件式

1.概述2.机械零件的强度23三、强度条件式1.概述强度条件式——承载能力取决于强度时的计算准那么。〔如果承载能力取决于刚度时的计算准那么，那么为刚度条件式。〕

式中：σ、τ——危险截面处的最大正应力、切应力；[σ]、[τ]——许用正应力、切应力；σlim、τlim——极限正应力、切应力；SσSτ——平安系数。注意两点：1〕应力分正应力、切应力。按正应力讨论，对切应力，情况一样，只要用τ代替σ即可；2〕静应力与变应力的许用应力的计算公式都为，只是σlim不同。24三、强度条件式1〕静应力下零件的强度计算脆性材料：σlim＝σbσb——材料的抗拉强度(材料试样受拉力时，在(考虑断裂)拉断前所承受的最大应力)。∴[σ]＝σb/S塑性材料：σlim＝σsσs——材料的屈服强度(材料试样在拉伸过程中，(考虑塑性变形过大)负荷不增加或开始有所降低而变形继续发生的最小应力)。∴[σ]＝σs/S2)变应力下零件的强度计算其σlim是疲劳限，无论脆性材料还是塑性材料，σlim一样。疲劳限——如果变应力的应力循环特性r一定，应力循环N次，材料不发生疲劳破坏的最大应力。2.机械零件的强度25三、强度条件式2.机械零件的强度2)变应力下零件的强度计算如σ－1——对称循环的疲劳限｝作为材料的试件疲劳限σ0——脉动循环的疲劳限零件的疲劳限比材料的疲劳限要低，影响因素有：应力集中系数kσ或kτ、尺寸系数εσ、外表状态系数β。如σ－1/(kσ/(εσβ)——零件对称循环的疲劳限σ0/(kσ/(εσβ)——零件脉动循环的疲劳限对称循环的许用应力[σ－1]＝σ－1/〔(kσ/(εσβ)•S)｝作为零件变应力下的许脉动循环的许用应力[σ0]＝σ0/〔(kσ/(εσβ)•S)用应力P115式〔9－11〕、式〔9－12〕26三、强度条件式2)变应力下零件的强度计算注意两点：1〕kσ、εσ、β的数值，查有关设计手册；2〕有时，kσ、εσ、β不能详细考虑时，可用降低许用应力或提高平安系数的方法进行近似计算。3)平安系数S〔平安系数定得正确与否对零件尺寸有很大影响〕S↑→零件尺寸大，结构笨重，浪费；S↓→可能不平安，说明：①平安系数实际上解决既平安又不浪费这样一个矛盾；②平安系数不是计算出来的，而是人为决定的。它是根据长期的生产实践得出的，不是随意想象的，各部门都有自己的一套经验得出的平安系数，我们只需要会用即可〔典型机械的S可查手册中的表，假设没专门表格，可按教材P116推荐数据查用〕。2.机械零件的强度27第三节机械零件的接触强度一、接触应力二、接触疲劳破坏三、材料的接触疲劳限四、两平行圆柱面相压时，接触应力的计算五、接触疲劳强度的判定条件28一、接触应力

点、线接触的高副，如齿轮、凸轮、轴承。由于接触点、接触线要承受很大的载荷，接触点、线附近要产生很大的弹性变形，实际上是一个小面积的接触，这个小面积上，单位面积上的力，称为接触应力。简单来讲，零件点、线接触时，接触区表层材料的应力。因为接触面积很小，往往接触应力很大。所以点、线接触的高副的承载能力往往取决于接触强度，如齿轮多半是齿面接触强度破坏，当然齿断也是一种破坏。整个材料体积内部存在的应力为体积应力〔如拉、压、剪、扭、弯曲应力〕，该应力状态下的零件强度为整体强度〔体积强度〕。只存在材料表层的应力为外表应力，对应的零件强度为外表强度。点、线高副接触，受到的接触应力，对应的接触强度。29二、接触疲劳破坏实际工作时，接触应力随时间变化〔周期性变化〕。如果接触材料的接触疲劳强度不够，就要发生疲劳破坏。首先，零件在外表约20μm处发生裂纹，此裂纹慢慢向外表扩散，最后以贝壳状的小片掉下来，这种称为“疲劳点蚀〞，简称“点蚀〞。见图示。点蚀对工作的影响：1〕减小接触面积，降低承载能力；2〕破坏零件外表的光滑形状。如齿轮出现点蚀，外表就不是理论上的光滑的渐开线形状，不能保证瞬时传动比不变，从动轮有时转得快，有时转得慢，有角加速度，必然有惯性力，惯性力是变化的。惯性力——动载荷——运转时会产生振动、冲击，产生或增大噪音。齿轮如果噪音很大，那么齿轮失效，需要报废更换。因此，点蚀现象往往是点、线接触高副常见的失效形式，齿轮、凸轮常是。30二、接触疲劳破坏返回31三、材料的接触疲劳限疲劳限——材料抵抗疲劳破坏的能力。接触疲劳限——材料抵抗接触疲劳破坏的能力。

材料的硬度越高，接触疲劳限也越高，也不容易点蚀。齿轮外表淬火，提高外表硬度，它的硬度用HRC〔洛氏硬度〕表示。〔HRC20～70≈HB(布氏硬度〕230～700〕32四、两平行圆柱面相压时，接触应力的计算接触区表层材料附近产生小面积接触，如图示。注意：1〕接触应力中间大两边小，呈椭圆分布；2〕接触应力的计算公式按赫兹公式计算得到，σH——最大接触应力，也称赫兹应力。(教材P119)

还需注意：两圆柱体接触处的接触弹性变形不等〔直径不同，材料不同〕，但接触应力是一样的。33四、两平行圆柱面相压时，接触应力的计算返回外接触内接触34五、接触疲劳强度的判定条件σH≤[σH],[σH]=σHlim/SHσHlim——接触疲劳限，由实验测得。对钢，经验公式：σHlim＝2.76HBS－70〔MPa〕SH取等于或稍大于1。35第四节机械设计中的耐磨性一、摩擦二、磨损三、润滑

36外力作用下，相互接触的两个物体作相对运动或有相对运动的趋势时，其接触外表上就会产生抵抗滑动的阻力，这一现象叫做摩擦，所产生的阻力叫做摩擦力。1.干摩擦摩擦外表间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。摩擦系数=0.3～1.5。2.边界摩擦〔边界润滑〕两摩擦外表被吸附在外表的边界膜隔开，其摩擦性质与流体的黏度无关，只与边界膜和外表的吸附性质有关。边界膜极薄，不能防止金属间的直接接触，这时仍有摩擦力产生，其摩擦系数=0.1～0.3。3.流体摩擦〔流体润滑〕摩擦外表间的润滑膜足以将两个外表完全隔开，即形成了完全的流体摩擦。摩擦系数极小，大约=0.001～0.01，无磨损产生，是理想的摩擦状态。4.混合摩擦〔混合润滑〕摩擦外表间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态时称为混合摩擦。大约=0.01～0.08。一、摩擦〔教材第15章P253～〕37二、磨损〔P121～〕外表物质在摩擦过程中不断损失的现象称为磨损磨损↑→间隙↑、精度↓、效率↓、振动↑、冲击↑、噪音↑★据统计，约有80%的损坏零件是因磨损而报废的。

有摩擦，必有磨损。38二、磨损〔P121～〕1．粘着磨损〔胶合〕由于两摩擦外表间产生粘着现象而使材料由一个外表转移到另一个外表而造成的磨损称为粘着磨损。严重的粘着磨损，称“胶合〞，它是高温高压〔或高速重载〕摩擦副常见的失效形式。2．

磨粒磨损两接触外表受外界硬质颗粒的作用或粗糙硬外表把软外表擦伤而引起的外表材料脱落的现象称为磨粒磨损。3．外表疲劳磨损〔点蚀〕两摩擦外表受交变接触应力的作用而形成疲劳裂纹或剥落出微片和颗粒而逐步破坏的磨损称为外表疲劳磨损。其特征是在开始破坏阶段外表上出现一个个小小的麻坑，故又称这种磨损为“点蚀〞。4．腐蚀磨损摩擦外表在磨损过程中物体外表和周围介质发生化学和电化学作用，造成外表材料的损失称为腐蚀磨损。〔一〕根本型式39二、磨损耐磨性——和强度、刚度一样，是材料的一种性能，是材料抵抗磨损的能力。耐磨性好，磨损速度慢。至今，关于耐磨性，世界上还没完善的、通用的计算方法，主要影响耐磨性的因素太多，很复杂。目前，只能用一些条件性的计算方法。虽然影响的因素很多，但主要因素是压强、温度。设法限制影响的因素，从而限制磨损的速度。★通过限制影响耐磨性的重要因素来限制磨损速度的计算方法——耐磨性的条件性计算。计算内容：〔1〕限制压强〔摩擦副之间的压强〕p≤【p】〔[p]由实验或同类机器使用经验确定〕防止摩擦外表发生过度的磨损。相对滑动外表，相对滑动速度小，只需计算这一项即可。〔二〕耐磨性条件性计算40二、磨损〔2〕限制pv≤【pv】v——摩擦外表之间的相对滑动速度;fpv——消耗的功.在摩擦系数f一定的条件下，限制pv，就是限制摩擦外表单位时间内摩擦所消耗的功，即限制发热量，最终限制摩擦外表上的工作温度。假设v大时，此项很重要。〔3〕限制v≤【v】高速时，需要限制滑动速度，以免速度过高而加速磨损，降低零件工作寿命。〔二〕耐磨性条件性计算41二、磨损●选用适宜的摩擦副材料〔抗磨粒磨损〕●提高外表硬度〔抗磨粒磨损〕●降低外表粗糙度值〔增加接触面积，抗粘着磨损〕●采用有效的润滑剂和润滑方式●外表镀层、氧化处理〔外表形成不同摩擦条件和摩擦形式的耐磨层〕●防止尘土落入两摩擦外表间，如加防尘罩●限制工作温度过高，如利用风扇散热〔三〕提高外表磨损强度的主要措施42向承载的两摩擦外表间引入润滑剂，形成润滑膜，这种方法称为润滑。润滑的主要作用是：减小摩擦和磨损。此外还有冷却、吸振、防锈等作用。1．润滑剂的分类和主要质量指标固体〔石墨、二硫化钼、尼龙等〕、半固体〔各种润滑脂〕、液体〔各种润滑油、水、液态金属等〕和气体〔空气、氦气、氮气等〕四类。润滑油的主要质量指标：粘度、油性、闪点和燃点、凝点等。润滑脂的主要质量指标：针入度、滴点等。2．润滑剂中的添加剂润滑剂中参加的微量，但可大大改善其使用性能的物质称为添加剂。添加剂的种类很多，起到的作用也各不相同。有抗氧化添加剂〔抑制润滑油氧化变质〕、降凝添加剂〔降低油的凝点〕、油性添加剂〔提高油性〕、极压添加剂〔在金属外表形成一层保护膜，以减轻磨损〕等。3．润滑的种类按摩擦面间的润滑状态，润滑分为流体润滑、混合润滑和边界润滑。流体润滑按润滑膜形成的方法不同，还可分为流体动压润滑和流体静压润滑两种。三、润滑〔教材第15章P257～〕43第五节机械制造常用材料及其选择一、金属材料二、非金属材料三、复合材料

四、钢的热处理简介

机械零件通常都是由金属材料制成的，有时也用非金属材料和复合材料制造。44一、金属材料1．钢

2．铸铁

3.有色金属451.钢〔含碳量≤2%的铁、碳合金〕

与铸铁相比，钢具有高的强度、韧性和塑性，并可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。钢制零件毛坯可用锻造、冲压、焊接或铸造等方法取得，故应用极为广泛。

钢的分类，见下表。常用金属材料

铸铁——含碳量>2%

钢

——含碳量≤

2%

有色金属铁碳合金46〔含碳量≤2%的铁、碳合金〕1.钢碳素钢碳素结构钢碳素工具钢：T7、T8普通碳素结构钢如Q235、Q275等优质碳素结构钢低碳钢C＜0.25%如20合金钢合金结构钢合金工具钢、高速工具钢、硬质合金工具钢特类钢不锈钢，如2Cr13、滚动轴承钢，如GGr9SiMn、耐热钢，如3Gr18Ni25Si2等。合金结构钢如35SiMn低合金结构钢如12Mn弹簧钢如65Mn中碳钢0.3%＜C＜0.5%如45高碳钢0.55%＜C＜0.7%如60钢选用原那么：优选碳素钢价格廉价且供给充分，其次是硅、锰、硼、钒类合金钢。我国资源丰富472.铸铁〔含碳量>2%的铁、碳合金〕1〕具有适当的易熔性，良好的液态流动性，故可铸成形状复杂的零件；2〕减震性、切削性〔指灰铸铁〕均较好且本钱低。机械制造中应用很广。

常用铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁。其特点如下：482.铸铁〔含碳量大于2%的铁、碳合金〕〔1〕灰铸铁如HT150、HT250,良好的铸造性、切削加工性、耐磨性，消振性，但抗拉强度低。〔2〕球墨铸铁如QT400-15、QT500-7,强度和塑性比灰铸铁有很大的提高，具有良好的耐磨性，但铸造性较差。〔3〕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。493.有色金属〔1〕铜合金黄铜铜与锌的合金，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。应用范围广泛。〔2〕铝及铝合金铝合金具有良好的导热、导电性能，其导电性能大约为铜的60%，但由于重量轻，在远距离输送的电缆中常代替铜线。50二、非金属材料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〔改性聚苯乙烯，以丙烯晴(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)为根底的三组分所组成〕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。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。51三、复合材料通常由两种材料结合而成，可发挥材料各自的长处，克服各自固有的缺点。常见的复合材料有：〔1〕玻璃钢玻璃和塑料结合而成。玻璃具有较高的弹性模量和强度，但太脆，而塑料具有良好的塑性、易于加工，但弹性模量和强度较低，把两者结合起来，就产生了玻璃钢。

〔2〕硬质合金陶瓷与金属粉末烧结在一起而成。陶瓷材料硬度好，但不易于加工成型，将它与金属粉末烧结在一起，就形成了硬度高，耐磨性好且易于加工成形的硬质合金。

〔3〕硼铝复合材料硼与铝合金结合而成。它的常温和高温强度比高强度的铝合金大得多。美国现在使用的航天飞机的整个桁架支柱，均用硼铝复合材料的管材制造，比原先采用铝合金时，减轻重量44%。52四、钢的热处理简介热处理

将钢在固体状态下进行不同温度的加热、保温和冷却的工艺方法叫热处理，目的是提高零件的力学性能和改善其工艺性能。1.退火2.正火3.淬火4.回火5.调质6.时效7.外表处理

退火：放在空气中缓慢降温。正火：空气中对流冷却。淬火:放在水中或油中冷却。53123

把钢加热到临界温度〔在钢的固态范围内，引起钢内部组织结构发生变化的温度〕以上30℃～50℃，经过适当的保温后，随炉温一起缓慢冷却下来的热处理工艺称为退火。退火的目的是降低材料的硬度，提高塑性，细化结晶组织结构，改善力学性能和切削加工性能，能消除或减小铸件、锻件及焊接件的内应力。2.正火将零件加热到临界温度以上，保温一段时间后，然后再空冷，风冷或喷雾冷却。它的冷却速度比退火快，作用与退火相似，但比退火经济，本钱低，可作为零件的最终热处理。3.淬火将零件加热到临界温度以上，保温一段时间后，然后在水中或油中迅速冷却。由于淬火温度变化过快，材料内部形成较大的淬火应力，会导致零件的变形或开裂。淬火不能作为零件的最终热处理。1.退火返回544.回火将淬火后的零件重新加热到临界温度以下的某一温度，保温一段时间后，然后在空气中冷却。根据对零件要求的不同，可采用不同的回火温度。回火温度越高，材料的硬度和强度下降越多，而塑性和韧性那么显著提高。〔1〕低温回火回火温度在150℃～250℃，主要用来降低材料的脆性和淬火应力，并能保持较高的硬度和耐磨性，常用于刀具、模具等。〔2〕中温回火回火温度在350℃～500℃，其特点是即能保持材料一定的韧性，又能保持一定的弹性和屈服点，常用于弹簧和承受冲击的零件。〔3〕高温回火回火温度在500℃～650℃，使零件获得强度、硬度、塑性和韧性都良好的综合力学性能。4返回5556

5.调质淬火加高温回火称为调质。一些重要的零件，特别是一些在变应力下工作的零件，如连杆、齿轮和轴等常采用调质处理。可以减小或消除零件的内应力，使零件在工作之前得以充分的变形，零件尺寸可以稳定下来。时效分低温时效和高温时效。6.时效〔1〕低温时效将零件加热到100℃～150℃，保温5～20小时后，再空冷。〔2〕高温时效将零件加热到略低于高温回火的温度，保温后，缓冷到300℃以下，出炉空冷。返回5677.外表处理对于一些要求外表有较高的硬度以增加其耐磨性，而心部要求有较高的韧性以提高其抗冲击能力的零件，可以采用外表处理工艺。外表处理包括外表淬火和化学处理。〔1〕外表淬火采用快速加热的方法，只将零件外表加热并淬火。它只改变表层组织，芯部并不发生变化，芯部保持了一定的韧性和强度，而表层得到强化和硬化。外表淬火有高频感应加热外表淬火和火焰加热外表淬火。〔2〕化学处理化学处理是把零件放入化学介质〔碳或氮等〕中加热，保温，使介质元素渗入零件表层中，使零件表层的化学组成和组织结构发生变化，来获得对其心部和表层不同性能要求的热处理方法。常用的方法有渗碳、渗氮和碳氮共渗〔氰化〕等。返回57第六节公差与配合、外表粗糙度一、公差与配合二、外表粗糙度

58一、公差与配合一、公差与配合机器由零件装配而成，批量生产要求零件具有互换性，这样才能装配时不需选择和附加加工就可。为了实现互换性，零件的尺寸、几何形状和外表粗糙度等需一致。单从零件尺寸而言，不可能绝对精确，但必须在它允许的范围之内。两个极限尺寸之差称为公差。我国的公差与配合〔GB1800~1803-79、GB/T1804-92〕采用国际公差制。以孔与轴为例，介绍相配圆柱外表公差与配合：根本尺寸——设计给定的尺寸，零线代表其位置。公差带——代表上下偏差的两条直线所限定的区域。配合——同一根本尺寸的孔与轴的结合。59一、公差与配合一、公差与配合配合分间隙配合、过渡配合和过盈配合。见以下图示。间隙配合——孔比轴大，用于动连接。