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（一）避免在预定寿命期内失效的要求
1．强度
零件在工作中发生断裂或不允许的残余变形统属强度不足。上述失效形式，除了用于安全装置中预定适时破坏的零件外，对任何零件都是应当避免的。因此具有适当的强度是设计零件时必须满足的最基本条件。
为了提高机械零件的强度，在设计时原则上可以采用以下的措施：
采用强度高的材料；
使零件具有足够的截面尺寸；
合理地设计零件的截面形状，以增大截面的惯性矩；
采用热处理和化学热处理方法，以提高材料的机械强度特性；
提高运动零件的制造精度，以降低工作时的动载荷；
合理地配置机器中各零件的相互位置，以降低作用于零件上的载荷等。
2．刚度
零件在工作时所产生的弹性变形不超过允许的限度，就叫做满足了刚度要求。显然，只有当弹性变形过大就要影响机器工作性能的零件，才需要满足这项要求。对于这类零件，设计时除了要作强度计算外，还必须作刚度计算。
机械设计离不开金属材料，选择合适的材料，即可以满足使用需要，又可以节约成本。
选择材料要看设计项目，根据使用要求确定。比如设计一台减速器，如下图，不同的零部件，选择不同的金属材料。
减速箱
减速箱箱体、箱盖、端盖、轴套，一般都选择灰口铸铁。常用铸铁有四类，灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁。一般都使用灰口铸铁，强度要求高，才选择球墨铸铁。特殊要求，如：耐温、耐磨才选择蠕墨铸铁。
减速箱中的传动轴、齿轮、螺钉螺帽垫圈、定位销等，选择优质碳素结构钢。
减速箱内部零部件
螺钉螺帽连接件，采用优质碳素结构25#~35#钢。(当然，对于普通连接的螺钉螺帽垫圈，要求不高，受力不大的，可以使用普通碳素结构钢Q235。比如，油盆，带传动防护罩，油壶等)。传动轴、齿轮这样重要的零件，一般都使用45#钢即可。只有在载荷比较大，强度要求高时，才使用优质合金结构钢，例如：40Cr代替45#，区别在于合金结构钢淬透性好于优质碳素结构钢。
从上面的例子可以看到，机械设计中常用的金属材料是：
1.普通碳素结构钢，使用钢板或者棒料，制作不太重要的零件，常用Q235。
2.优质碳素结构钢，最常用的是45#钢。轴、齿轮、凸轮都可以使用它。
3.如果是弹簧采用锰钢65Mn，60SiMn。
4.优质合金结构钢常用40Cr。或者渗碳钢20CrMNTi。
5.一般箱体，端盖、机座，导轨，皮带轮都采用灰口铸铁。
6.有时候轴套采用有色金属制作，比如，黄铜套。蜗轮采用青铜制作。
另外，设计工具和刀具，才会使用碳素工具钢，合金工具钢。
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