典型零件的选材及热处理

机械零件选材及热处理设计手册
1. 选材原理和方法，介绍不同材料的特性、优缺点，如金属材
料（钢、铝、铜等）、塑料、复合材料等的选择原则和方法。

包括
材料的力学性能、耐磨性、耐蚀性、加工性等方面的考量。

2. 热处理基础知识，介绍热处理的基本原理，包括淬火、回火、正火、退火等常见热处理工艺，以及热处理对材料性能的影响。

3. 典型零件材料选材与热处理设计，针对不同类型的零件，如
轴承、齿轮、销轴等，介绍其常用的材料选材和热处理设计方案。

比如对于需要高强度和耐磨性的零件，可能会选择高强度合金钢并
进行表面渗碳处理。

4. 实例分析与应用，通过实际案例，分析不同选材和热处理方
案的优劣，以及在特定工况下的应用。

5. 相关标准和规范，介绍国内外相关的选材和热处理的标准和
规范，帮助读者在设计过程中遵循相关的规定。

总的来说，这本手册会从理论和实践两个方面全面介绍机械零
件选材和热处理设计的相关知识，旨在帮助工程师和设计人员在实际工程中做出合理的材料选择和热处理设计，以确保零件具有良好的性能和可靠性。

一、机床主要零件选材及热处理摘录（仅供参考）
2、导轨
3、丝杠
注：热处理技术要求系指丝杠螺纹部分。

软丝杠的方头和轴颈一般需C42或G48。

注：（1）、表中的齿根最大弯曲应力及齿面最大接触应力按GB3480和GB10062规定计算；
（2）、齿轮的有效渗碳硬化层和渗氮层深度分别见附表4-1和附表4-2。

附表4-1：齿轮的有效渗碳硬化层深度(mm)
5、蜗轮副(蜗杆及蜗轮)
说明：经渗碳的蜗杆，其有效渗碳硬化层深度见附表5-1。

7、齿条
齿条可参照齿轮选择材料和制定热处理技术要求。

工作频繁的齿条应采用硬化措施。

细长齿条宜采用渗氮处理（或氮碳共渗或硫氮碳共渗处理）。

精度低的齿条可采用整体淬火。

工作不频繁或受力不大的齿条可以不采用硬化措施，其中要求调质的齿条宜用易切削非调钢YF40MnV或YF45MnV。

8、箱体
箱体一般采用灰铸铁制造，并经高温时效处理。

主轴箱等要求较高的箱体宜用HT300或HT350，一般箱体采用HT200或HT250。

要求刚度高受力大的箱体可采用球墨铸铁QT600-3制造。

单件小批量生产的箱体可采用45钢或Q235钢焊接结构。

这些箱体亦须进行高温时效处理。

说明：本资料是根据1993年北京机床研究所材料部编写的《《机床八类主要零件选材及热处理》整理而成。

其中，省去了一些解释文字。

二、机床行业热处理技术要求表示方法
注：冷卷弹簧的定形、消除应力处理可用“Hh”表示。

十字轴的选材热处理工艺分析专业：机械设计与制造班级：机械设计与制造1班姓名：学号：成绩：万向传动轴一般是由万向节，传动轴和中间支承组成。

主要用于在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。

万向传动轴设计应满足如下基本要求1.保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。

2.保证所连接两轴尽可能等速运转。

3.由于万向节夹角而产生的附加载荷，振动和噪声应在允许范围内。

4.传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。

变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴之间普遍采用十字轴万向传动轴。

在转向驱动桥中，多采用等速万向传动轴。

当后驱动桥为独立的弹性，采用万向传动轴。

十字轴万向节是汽车传动系统中的易损件，其中万向节十字轴轴径表面剥落、表面压痕的失效形式，又是万向节失效的主要形式。

为了解决此问题，万向节的选材、机械加工、热处理以及表面烧伤等方面的质量加强控制以外，万向节在产品设计方面也须改进，如采取轴承外圈内径设计成凸度、滚针设计成凸度、滚针两头设计成锥度等措施，有效地减少了应力集中，使万向节轴承滚动体与内外滚道的接触应力分布趋于合理。

在实际的应用过程中，也确实证明了这些措施的有效性，在一定程度上提高了产品的使用寿命。

但通过大量的失效件分析发现，目前这些改进还不能使轴承的接触应力分布达到最优化，对材料的选择需改进。

十字轴万向节结构简单，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低，但所连接的两轴夹角不宜太大。

当夹角增加时，万向节中的滚针轴承寿命将下降。

普通的十字轴式万向节主要由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承及轴向定位件和橡胶封件等组成图1-1 十字轴万向节工程图万向节的运动特性是比较特殊的，由于传动轴的输入轴和输出轴有夹角，所以输出轴的运动每时每刻都在改变，万向节轴承运动不但有相对于传动轴与十字轴一起变速的转动，而且还有相对十字轴进行摆动的运动。

万向节这种复杂的运动会给分析研究带来很多不便。

机械零件选材及热处理手册=============1. 第一章：概述--------本手册旨在为机械零件的选材和热处理提供全面的指导和建议。

选材和热处理是机械零件制造过程中的两个关键环节，直接影响到零件的性能和质量。

本手册将帮助读者了解各种机械零件的选材和热处理要求，并提供实用的操作方法和技巧。

2. 第二章：机械零件的选材-------------本章将介绍不同类型机械零件的选材要求。

首先，将讲解各种材料的性质和特点，如碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金等。

然后，将详细阐述不同类型零件的选材要求，如齿轮、轴、轴承、活塞等。

此外，还将讨论选材的经济性和环保性。

3. 第三章：热处理的基本原理-------------热处理是机械零件制造过程中的一个重要环节。

本章将介绍热处理的基本原理和工艺，包括加热、保温和冷却三个阶段。

此外，还将讲解各种热处理方法及其对零件性能的影响，如退火、正火、淬火、回火等。

4. 第四章：热处理的实践操作-------------本章将详细介绍各种热处理设备的操作方法和技巧。

首先，将讲解热处理设备的种类和特点，如炉、罐、箱子等。

然后，将详细阐述各种设备的操作流程和注意事项，如炉子的加热方法、冷却速度的控制、淬火液的选择等。

此外，还将讨论热处理过程中的质量控制和安全问题。

5. 第五章：热处理的质量控制-------------本章将介绍热处理过程中的质量控制方法和技巧。

首先，将讲解各种检测手段在热处理过程中的作用和应用，如显微镜、硬度计、X射线等。

然后，将详细阐述各种质量控制方法的操作流程和注意事项，如炉温的监控、淬火液的浓度控制、金相组织的检验等。

此外，还将讨论热处理缺陷的产生原因和预防措施。

6. 第六章：案例分析与实践经验--------------本章将通过实际案例分析，介绍各种机械零件的热处理实践经验。

首先，将选取具有代表性的零件进行案例分析，如齿轮、轴、轴承、活塞等。

然后，将详细阐述这些零件的热处理要求、工艺流程、注意事项等。