1.齿轮类零件的选材

齿轮在机器中主要担负传递功率和调节速度的任务，有时也起改变运动方向的作用。齿轮在工作过程中，通过齿面的接触传递动力，并周期地承受弯曲应力和接触应力的作用。另外，在啮合的齿面上，还要承受强烈的摩擦，有些齿轮在换挡、起动或啮合不均匀时还要承受冲击力等。因此，要求制造齿轮的材料应具有较高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度；齿面应具有较高的硬度和耐磨性；齿轮心部应具有足够的强度和韧性。通常齿轮毛坯采用钢材锻造成形，所选用的钢种大致有两类，即调质钢和渗碳钢。

（1）采用调质钢制造齿轮。调质钢主要用于制造两种齿轮：一种是对耐磨性要求较高，而冲击韧性要求一般的硬齿面（＞40HRC）齿轮，如车床、钻床、铣床等机床的变速箱齿轮，通常采用45钢、40Cr钢、42SiMn钢等钢制造，齿轮经调质处理后进行表面高频感应淬火和低温回火；另一种是对齿面硬度要求不高的软齿面（≤350HBW）齿轮，这类齿轮一般在低速、低载荷下工作，如车床滑板上的齿轮、车床挂轮架齿轮等，通常采用45钢、40Cr钢、42SiMn钢、35SiMn钢等钢制造，齿轮经调质处理或正火处理后使用。

（2）采用渗碳钢制造齿轮。渗碳钢主要用于制造高速、重载、冲击比较大的硬齿面（＞55HRC）齿轮，如汽车变速箱齿轮、汽车驱动桥齿轮等，常用20CrMnTi钢、20CrMnMo钢、20CrMo钢等制造，齿轮经渗碳、淬火和低温回火后获得表面硬而耐磨，心部强韧、耐冲击的组织。

2.轴类零件的选材

轴是机器中最基本、最关键的零件之一，轴的主要作用是支承传动零件并传递运动和动力，轴类零件的工作特点是：传递一定的扭矩，要承受一定程度的冲击载荷，可能还承受一定的弯曲应力或拉压应力；需要用轴承支持，在轴的轴颈处应具有较高的耐磨性。用于制造轴类零件的材料一般要求具有多项性能指标，例如，应具有优良的综合力学性能，以防轴变形和断裂；应具有高的疲劳抗力，以防轴过早发生疲劳断裂；应具有良好的耐磨性，以提高其使用寿命。

轴类零件在选择制造材料时，应根据轴的受力情况进行合理选材。具体的选材情况如下：

（1）承受循环应力和动载荷的轴类零件，如船用推进器轴、锻锤锤杆等，应选用淬透性好的调质钢，如30CrMnSi钢、35CrMn钢、40MnVB钢、40CrMn钢、40CrNiMo钢等，并进行调质处理。

（2）主要承受弯曲和扭转应力的轴类零件，如变速箱传动轴、发动机曲轴、机床主轴等。这类轴在整个截面上所受的应力分布不均匀，表面应力较大，心部应力较小，这类轴不需选用淬透性很高的钢种，可选用合金调质钢，如汽车、车床、铣床、磨床的主轴等常采用40Cr钢、45Mn2钢、40MnV钢、40MnB钢等制造。热处理工艺一般是调质加轴颈表面淬火。

（3）高精度、高速转动的轴类零件，如高精度磨床的主轴、镗床的主轴与镗杆、多轴自动车床的中心轴等常选用渗氮钢38CrMoAlA等，并进行调质及渗氮处理。

（4）对于中、低速内燃机曲轴以及连杆、凸轮轴，可以选用球墨铸铁制造，不仅满足了力学性能要求，而且制造工艺简单、成本低。

3.箱体类零件的选材(www.daowen.com)

主轴箱、变速箱、进给箱、滑板箱、缸体、缸盖、机床床身等都可视为箱体类零件。由于箱体零件大多结构复杂，通常采用铸造方法进行生产。

对于一些受力较大，要求高强度、高韧性，甚至在高温高压下工作的箱体类零件，如汽轮机机壳，可选用铸钢制造；对于一些受冲击力不大，而且主要承受静压力的箱体可选用灰口铸铁（如HT150、HT200等）制造；对于受力不大，要求自重轻或导热性良好的箱体类零件，可选用铸造铝合金制造，如汽车发动机的缸盖；对于受力很小，要求自重轻和耐腐蚀的箱体类零件，可选用工程塑料制造；对于受力较大、形状简单的箱体类零件，可采用型钢（如Q235钢、20钢、Q345钢等）的焊接方式制造。

图3-24为检修车辆时经常使用的螺旋起重器。其用途是将车架顶起，以便维修人员对车辆进行检修。该起重器的承载能力为4t，工作时依靠手柄带动螺杆在螺母中转动，以便推动托杯顶起车辆。螺母装在支座上。起重器中主要零件的选材与加工工艺方法分析如下：

图3-24　螺旋起重器结构图

（1）托杯。托杯工作时直接支承车辆，承受压应力，宜选用灰铸铁（如HT200等）制造。由于托杯具有凹槽和内腔结构，形状较复杂，所以采用铸造方法成形。如果采用中碳钢制造托杯，则可采用模锻进行生产。

（2）手柄。手柄工作时，承受弯曲应力。受力不大，且结构形状较简单，可直接选用非合金钢材料（如Q235钢等）制造。

（3）螺母。螺母工作时沿轴线方向承受压应力，螺纹还承受弯曲应力和摩擦力，受力情况较复杂。但为了保护比较贵重的螺杆，以及从降低摩擦阻力考虑，宜选用较软的材料，如青铜ZCuSn10Pb1，毛坯生产可以采用铸造方法成形。螺母孔尺寸较大时可直接铸出。

（4）螺杆。螺杆工作时，受力情况与螺母类似但毛坯结构形状比较简单、规则，宜选用中碳钢（如45钢）或合金调质钢（如40Cr钢）进行制造，毛坯生产方法可以采用锻造成形方法。

（5）支座。支座是起重器的基础零件，承受静载荷压应力，宜选用灰铸铁（如HT200等）制造。又由于支座具有锥度和内腔，结构形状较复杂，因此，采用铸造成形方法比较合理。