钢铁材料的许用应力

表1 普通碳钢及优质碳钢构件基本许用应力 /MPa 材料材料截面尺寸类标号 /mm 型 Q215 100 热 扎 材料性能 热处理 拉 压 Ⅱ σl Ⅲ σl 90 弯 曲 Ⅰ σ Ⅱ σ Ⅲ σ 扭 转 Ⅰ τn 95 Ⅱ τn 90 95 Ⅲ τn 60 65 70 70 75 80 85 90 剪 切 Ⅰ τ 100 Ⅱ τ 90 Ⅲ τ 60 70 80 75 80 85 85 95 抗拉强度 σb Ⅰ 屈服强度 σs σl /MPa σb335～410 σs185～215 σb375～460 σs205～235 σb490～610 σs235～275 σb410 σs245 σb450 σs275 σb530 σs315 σb550～750 σs320～370 σb600 σs355 σb630～800 σs370～430 σb630 σs375 σb＞700 σs＞400 普通Q235 碳钢 Q275 20 优 质 碳 钢 25 145 125 175 140 105 160 140 100 190 160 120 105 110 100 120 110 120 105 135 120 145 120 145 120 160 140 175 150 110 210 170 130 115 105 175 145 105 210 165 125 115 105 195 160 115 230 175 135 125 115 210 180 125 250 200 150 135 120 210 185 130 250 205 155 135 125 230 200 145 270 220 170 150 135 正 火 ≤100 调质 正火 35 45 调质 ≤25 50 ≤100 调质 正火 250 215 150 300 235 180 160 150 100 175 150 100 250 215 150 300 235 180 160 150 100 175 150 100 265 235 165 310 260 195 170 155 105 180 160 110

表2 碳钢铸件基本许用应力 /MPa 材料性能 材料标号 截面尺寸/mm 热处理 拉 压 Ⅱ σl Ⅲ σl 90 弯 曲 Ⅰ σ Ⅱ σ Ⅲ σ 扭 转 Ⅰ τn 90 Ⅱ τn 80 Ⅲ τn 60 剪 切 Ⅰ τ 95 Ⅱ τ 85 Ⅲ τ 60 抗拉强度 σb Ⅰ 屈服强度 σs σl /MPa σb400 σs200 σb450 σs230 σb500 σs270 σb570 σs310 σb640 σs340 ZG200～400 135 120 160 135 105 ZG230～450 ZG270～500 100 ZG310～570 正 火 及 回 火 155 140 100 185 155 120 100 85 65 110 90 65 175 160 115 210 175 135 115 100 75 120 105 75 190 170 125 230 190 145 125 105 80 130 110 80 ZG340～640 200 180 130 240 205 155 130 115

87 140 120 87 表3 灰铸铁基本许用应力 /MPa 中 心 抗 压 材料标号 壁 厚/mm 抗压强度/MPa 抗拉强度/MPa 175 500～700 压 Ⅰ Ⅱ 拉 Ⅰ 50 41 37 34 Ⅱ 28 24 21 19 36 32 28 26 44 39 36 32 47 41 37 55 47 拉 压 Ⅲ σl 20 17 15 14 25 22 19 18 31 27 25 23 33 29 26 39 33 弯 曲 Ⅰ τ 50 41 37 34 63 56 49 46 77 69 63 57 83 71 66 97 83 Ⅱ τ 30 25 22 21 38 33 29 27 46 41 38 34 50 43 39 58 50 Ⅲ τ 23 19 17 15 28 25 22 21 35 31 28 26 37 32 30 44 37 扭 剪 Ⅰ τ 45 37 33 31 57 50 44 41 69 62 57 51 75 64 59 87 75 Ⅱ τ 24 20 18 17 31 27 24 22 37 33 31 28 40 35 32 47 40 Ⅲ τ 18 15 13 12 23 20 17 16 28 25 23 21 30 26 24 35 30 σl σl σl σl ＞2.5～10 HT-150 ＞10～20 ＞20～30 ＞30～50 ＞2.5～10 HT-200 ＞10～20 ＞20～30 ＞30～50 ＞4.0～10 HT-250 ＞10～20 ＞20～30 ＞30～50 ＞10～20 HT-300 ＞20～30 ＞30～50 HT-350 ＞10～20 ＞20～30 1100～1300 1000～1200 800～1000 600～800 140 80 140 80 140 80 140 80 145 130 120 220 195 170 160 270 240 220 200 290 250 230 340 290 170 100 63 170 100 56 170 100 49 170 100 46 230 130 77 230 130 69 230 130 63 230 130 57 285 160 83 285 160 71 285 160 66 315 180 97 315 180 83 ＞30～50 260 315 180 74 42 30 74 44 33 67 36 27 附表 钢铁的许用应力（kgf/cm2） 载 荷 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 软 钢 900～1500 600～1000 300～ 500 900～1500 600～1000 900～1500 600～1000 300～ 500 720～1200 480～ 800 240～ 400 600～1200 400～ 800 200～ 400 中 硬 钢 1200～1800 800 ～1200 400 ～ 600 1200～1800 800 ～1200 1200～1800 800 ～1200 400 ～ 600 960～1440 640～ 960 320～ 480 900～1440 640～ 960 320～ 480 铸 钢 600～1200 400～600 200～400 900～1500 600～1000 750～1200 500～ 800 250～ 400 480～960 320～640 160～320 480～960 320～640 160～320 钢 铁 300 200 100 900 600 拉 伸 压 缩 弯 曲 剪 切 300 200 100 扭 转 （注）载荷指 Ⅰ：静载荷 Ⅱ：重复载荷 Ⅲ：交变载荷

表4 许用弯曲应力[σ]ω

材 料 极限强度σ kgf/cm2 4000 5000 6000 7000 8000 10000 4000 5000 许用应力[σ] kgf/cm2 稳定载荷 1300 1700 2000 2300 2700 3300 1000 1200 冲击或脉动载荷 700 750 950 1100 1300 1600 500 700 反复交变载荷 400 450 550 650 750 900 300 400 碳 素 钢 合 金 钢 铸 钢 表5 轴的常用材料及许用弯曲应力[30] 机 械 性 能 钢 号 处 理 毛坯直径(mm) 25 ≤100 ＞100～300 ＞300～500 ＞500～750 ≤100 ＞100～300 σb σs σ-1 kgf/mm2 kgf/mm2 kgf/mm2 54 52 50 48 46 56 54 61 60 58 56 54 65 90 80 75 70 65 100 75 75 72 70 60 100 75 70 65 60 32 27 26 24 23 30 28 36 30 29 28 27 36 75 52 45 40 38 80 50 60 55 50 40 80 52 50 40 35 26 25 24 23 22 26.5 25.5 28 27.5 27 26 25 30 46 40 35 32.5 31.5 50 36 38 36 35 30 50 37 35 31 29 硬 度 HB ≤187 143～187 143～187 137～187 131～187 163～201 144～201 ≤241 170～207 163～207 156～207 149～207 187～229 229～286 217～269 217～255 197～255 240～290 228～286 217～269 197～241 186～241 241～286 241～286 229～260 217～260 许用弯曲应力[σ]w kgf/cm2 1100 1050 1000 960 920 1100 1080 1150 1150 1130 1080 1050 1250 1600 1400 1400 1350 1300 1750 1450 1500 1450 1400 1250 1750 1500 1480 1300 1200 35 正 火 正 火 正 火 正火+回火 调 质 45 正 火 25 正 火 ≤100 正 火 ＞100～300 正火+回火 ＞300～500 ＞500～700 调 质 ≤200 25 35SiMn ≤100 调 质 ＞100～300 42SiMn ＞300～400 ＞400～500 40MB 调 质 25 ≤200 ≤100 ＞100～300 38SiMo 调 质 ＞300～500 ＞500～800 25 ≤100 调 质 ＞100～300 ＞300～500 ＞500～800 40Cr 注：表中[σ-1]适用于▽4～▽8，如果光洁度提高或降低，[σ-1]应相应提高或降低5～15%。

变形 挠度ν 表6 轴类零件允许变形的参考数值 名 称 变 形 允 许 值 一般用途的轴 需要提高刚度的转轴 安装齿轮的轴 安装蜗轮的轴 滑动轴承 向心球轴承 向心球面轴承 圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承 安装齿轮的轴承 [ν]=(0.0003～0.0005)ι [ν]=0.0002ι [ν]=(0.01～0.05)mn [ν]=(0.01～0.05)mt [θ]=0.001rad [θ]=0.005rad [θ]=0.005rad [θ]=0.0025rad [θ]=0.0016rad [θ]=0.001rad 转角θ 注：ι——轴承之间的长度(mm)；mn——齿轮法面模数(mm)； Mt——蜗轮的端面模数(mm)。

表7 轴弯曲的允许变形量[30]

名 称 挠 度 允 许 值[f]cm 一般用途的轴 刚度要求高的轴 安装齿轮的轴 安装蜗轮的轴 名 称 装齿轮或滑动轴承处 向心球轴承处 向心球面轴承处 短圆柱滚子轴承处 圆锥滚子轴承处 0.0003～0.0005ι(跨度) 0.0002ι 0.01～0.03 0.02～0.05 倾 角 允 许 值[θ]rad [θ]=0.001 [θ]=0.005 [θ]=0.005 [θ]=0.0025 [θ]=0.0016