機(jī)械工程專業(yè)英語原文翻譯

2、應(yīng)力和應(yīng)變

在任何工程構(gòu)造中獨(dú)立的部件或構(gòu)件將承受來自于部件H勺使用狀況或工作H勺外部環(huán)境

的外力作用。假如組件就處在平衡狀態(tài)，由此而來的多種外力將會(huì)為零，但盡管如此，它們共

同作用部件的載荷易于使部件變形同步在材料里面產(chǎn)生對應(yīng)的內(nèi)力。

有諸多不一樣負(fù)載可以應(yīng)用于構(gòu)件目勺方式。負(fù)荷根據(jù)對應(yīng)時(shí)間的不一樣可分為：

(a)靜態(tài)負(fù)荷是一種在相對較短的時(shí)間內(nèi)逐漸到達(dá)平衡的應(yīng)用載荷。

(b)持續(xù)負(fù)載是一種在很長一段時(shí)間為一種常數(shù)的教荷，例如構(gòu)造的重量。這種類型的

載荷以相似日勺方式作為?種靜態(tài)負(fù)荷；然而，對某些材料與溫度和壓力的條件下,短時(shí)間

的載荷和長時(shí)間的載荷抵御失效的能力也許是不一樣的。

(c)沖擊載荷是一種迅速載荷(一種能量載荷)。振動(dòng)一般導(dǎo)致一種沖擊載荷，一般平衡

是不能建立日勺直到通過自然日勺阻尼力的作用使振動(dòng)停止的時(shí)候。

(d)反復(fù)載荷是一種被應(yīng)用和清除千萬次的載荷。

(e)疲勞載荷或交變載荷是一種大小和設(shè)計(jì)隨時(shí)間不停變化的載荷。

上面已經(jīng)提到，作用于物體的外力與在材料里面產(chǎn)生的對應(yīng)內(nèi)力平衡。因此，假如一種

桿受到一種均勻的拉伸和壓縮，也就是說，一種力，均勻分布于一截面，那么產(chǎn)生的內(nèi)力也

均勻分布并且可以說桿是受到一種均勻的正常應(yīng)力,應(yīng)力被定義為

應(yīng)力=負(fù)載P/壓力A,

因此根據(jù)載荷口勺性質(zhì)應(yīng)力是可以壓縮或拉伸的J,并被度量為牛頓每平方米或它的倍數(shù)。

假如一種桿受到軸向載荷，即是應(yīng)力，那么桿日勺長度會(huì)變化。假如桿的初始長度L和

變化量4L已知，產(chǎn)生的應(yīng)力定義如下：

應(yīng)力二二變化長4L/初始長L

因此應(yīng)力是?種測量材料變形和無量綱的物理量，即它沒有單位;它只是兩個(gè)相似單

位的物理量打勺比值。

一般來說,在實(shí)踐中,在荷載作用下材料的1延伸是非常小H勺，測量的應(yīng)力以*10-6H勺形

式是以便H勺，即微應(yīng)變，使用的符號(hào)也對應(yīng)成為ue。

從某種意義上說，拉伸應(yīng)力與應(yīng)變被認(rèn)為是正時(shí)。系縮應(yīng)力與應(yīng)變被認(rèn)為是負(fù)的，因

此負(fù)應(yīng)力使長度減小。

當(dāng)負(fù)載移除時(shí)，假如材料答復(fù)到初始日勺，無負(fù)載時(shí)的尺寸時(shí)，我們就說它是具有彈性

的。一特定形式的合用于大范圍的工程材料至少工程材料受載荷的大部分日勺彈性，產(chǎn)生正

比于負(fù)載H勺變形。由于載荷正比于載荷所產(chǎn)生H勺壓力并且變形正比于應(yīng)變，這也闡明，當(dāng)

材料是彈性口勺時(shí)候，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。因此胡克定律陳說，應(yīng)力正比于應(yīng)變。

這定律服從于大部分鐵合金在特定日勺范圍內(nèi)，甚至以其合理的精確性可以假定合用于

其他工程材料例如混凝土，木材，非鐵合金。

當(dāng)一種材料是彈性打勺時(shí)候，當(dāng)載荷消除之后，任何負(fù)載所產(chǎn)生口勺變形可以完全恢復(fù)，沒

有永久的變形。

材料的彈性范圍即是合用于胡克定律U勺范圍，已經(jīng)表明,

應(yīng)力/應(yīng)變==常數(shù)

常數(shù)被賦予符號(hào)E,被稱為彈性模量或楊氏模量。因此

E二應(yīng)力/應(yīng)變

楊氏模量E一般認(rèn)為在拉伸和壓縮里是同樣的，大多數(shù)工程材料有一種高H勺數(shù)值,經(jīng)

典的，鋼口勺E=200*109N/m2,因此它將被觀測到,Eq.應(yīng)變一般是非常小打勺。

在最常見H勺工程應(yīng)用中應(yīng)變很少會(huì)超過0、1機(jī)對任何材料，楊氏模量的實(shí)用價(jià)值，一

般是提供了一種原則的材料測試標(biāo)本。

4、工程機(jī)械概述

正如我們環(huán)顧四面，我們看到世界的“東西”：機(jī)器全，設(shè)備，工具;事情，我們已經(jīng)設(shè)

計(jì)，建造和使用；木材，金屬，陶瓷制成的東西，和塑料。我們從經(jīng)驗(yàn)懂得，有些事情是比

他人做得更好，他們?nèi)ツ旮L，成本更低，更安靜，看起來更好，或者更輕易使用。理想的J

狀況，不過，

每個(gè)這樣的項(xiàng)目已按設(shè)計(jì)某些“功能規(guī)定，”由設(shè)計(jì)者認(rèn)為，也就是說，它口勺設(shè)計(jì)，以

回答這個(gè)問題，“究竟是什么職能應(yīng)是執(zhí)行？在工程世界"，頻繁"勺重要功能是如此的支持，

由于某些裝載重量，慣性，壓力式，

從我們家中的光束，飛機(jī)U勺一種機(jī)翼等，必須對產(chǎn)品的材料，尺寸合適的融合，和緊固

件生產(chǎn)構(gòu)造，將執(zhí)行一種較合理的成本合理的畢生中其職能可靠。

在實(shí)踐中，工程力學(xué)措施用于在兩個(gè)完全不一樣口勺方式：

1.任何新設(shè)備的發(fā)展需要一種互動(dòng)，形式，尺寸，材料，載荷，耐久性，安全性和cost.

一般來說，沒有明確H勺措施來確定怎樣徹底，或怎樣精確地說，看待一種問題：假如我

們的分析過于簡樸，我們也許無法獲得有關(guān)的答案，假如我們的分析過于詳細(xì)，我們也許無

法獲得任何答案。它一般是最佳先從相對簡樸的分析，然后添加更多的細(xì)節(jié)，由于需要得到

實(shí)際口勺處理措施。

在過去口勺二十年來，一直在為處理以往無法處理的問題，進(jìn)行電腦化措施口勺途徑巨大增

長，由于所需的時(shí)間來處理這些問題將被嚴(yán)禁。在同一時(shí)間內(nèi)，計(jì)算機(jī)能力和使用成本下降

了幾種數(shù)量級(jí)。我們正經(jīng)歷一種“個(gè)人電腦”校園涌入，在家里，和商業(yè)活動(dòng)中。

6、軸的設(shè)計(jì)

軸是一種旋轉(zhuǎn)或者說是固定的構(gòu)件，一般是圓形截面，粕上安裝有齒輪、滑輪、飛輪和其他

能量傳遞構(gòu)件。假如一種軸上裝有幾種齒輪或者滑輪，軸時(shí)不一樣部分將受到不一樣H勺扭矩,

由于總能量在釉的不一樣均點(diǎn)逐漸損失。因此，必須要標(biāo)注出軸的各個(gè)部分承受的扭矩.然

后研究彎矩口勺分布，最佳畫出剪力和彎矩的草圖。（徒手畫也行）

就使用方面來說，軸?般是?種旋轉(zhuǎn)構(gòu)件用來傳遞能量。尤其在過去的使用中,是?

種固定軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的車輪，滑輪等等。然而，一般使用方法的話是不辨別軸與否旋轉(zhuǎn)的。另

首先，在一種駕馬車的I時(shí)代里，我們所說H勺軸就是汽車上的車軸。總軸或主軸，首先有一種力推

進(jìn),能量被從皮帶或鏈條上傳遞下來。一皮帶和鏈條一般是沿著軸口勺方向排著。放在主軸和

發(fā)動(dòng)機(jī)之間H勺釉一般被稱為傳動(dòng)軸。機(jī)器中較短H勺軸一股被稱為梭。

從這個(gè)初步檢查,在機(jī)械學(xué)中有這樣一種問題,我們標(biāo)示出擾度最大和扭矩最大H勺械面。假

如這些最大值發(fā)生在同一截面，那么那段截面所需要口勺直徑也就確定了，當(dāng)整根軸需要同樣

直徑那么就取最大值。假如最大值不發(fā)生在同一區(qū)段,那么比較兩個(gè)最值處所確定的直徑大

小，取較大的作為軸口勺直徑。軸的直徑在各個(gè)截面一般不一樣，有時(shí)由于構(gòu)造的原因。在這

種狀況下,就要檢杳應(yīng)力或確認(rèn)每段所需要的直徑。設(shè)計(jì)師使確定所有的部分在應(yīng)力的作用

下安全運(yùn)行,并且要注意孑1,鍵槽和其他的應(yīng)力突變。

中空口勺軸有時(shí)候也很有用處，盡管它們比實(shí)心的要貴。它們有自身的長處，相比較之下

它們強(qiáng)度更大。由于外部纖維在抵御應(yīng)力方面更有效，同步在熱處理上反應(yīng)更好由于同步在

內(nèi)外表面淬火。因此所謂時(shí)空心軸也偶爾有需要，不過它們的邊緣一般是做成大傾角H勺，為

了清除銳邊，這方面存在缺陷。

偏差在軸的設(shè)計(jì)中有重要的意義，原則的扭矩偏差從機(jī)械軸的每米0.25度到傳動(dòng)軸H勺1

度每米或者直徑20偏差1度。甚至短軸在硬度上也成為了一種特殊日勺問題，當(dāng)施加一種忽然

地沖擊，例如汽車上口勺曲地。這個(gè)沖擊產(chǎn)生了一種扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，一般是由汽車上的扭振阻尼器

抵消的。

準(zhǔn)許的偏差日勺數(shù)值很少，也許是由「數(shù)值的范圍大并且每種狀況均有其獨(dú)特性，按照經(jīng)驗(yàn)來

說對于一種傳動(dòng)軸的偏差不容許超過0.0005L。L表達(dá)支撐端面之間的距離。盡管需要更高

時(shí)剛度。最理想的狀況是，在傳動(dòng)軸上，把齒輪，滑輪安裝在軸承附近以便減小力矩。假如

厚膜潤滑應(yīng)用在軸承上,軸承FI勺寬度偏差應(yīng)只是一小部分的油膜厚度;假如斜度過多,軸頸上

會(huì)出現(xiàn)咬合。一種調(diào)心軸承可以消除這種麻煩假如偏差可以接受。

在機(jī)械工具方面，剛度是?種需要特殊考慮的問題,由于它關(guān)系到精度。假如一種軸支

持一種齒輪需要比它攜帶v型滑輪更多H勺考慮偏差。

質(zhì)心是對稱時(shí)和旋轉(zhuǎn)體口勺旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)并不一致。這是由于a從一種實(shí)際的觀點(diǎn)出發(fā)是不也許

使質(zhì)量分布均勻使質(zhì)心和幾何中心重疊b軸,在荷載作用下，使身體轉(zhuǎn)動(dòng)，而移動(dòng)H勺質(zhì)心離開

真正日勺軸，通過軸承H勺中心線。旋轉(zhuǎn)先從幾何軸線開始，但在某些速度下，質(zhì)心廉價(jià)口勺離心力

將和偏軸力相等，軸和與它相接觸H勺部分會(huì)劇烈震動(dòng)，由于離心力變更了釉旋轉(zhuǎn)地方向。這

樣的速度被稱為臨界速度,在臨界轉(zhuǎn)速以上,運(yùn)行平衡再次到達(dá)，那是的旋轉(zhuǎn)中心是質(zhì)心（由

于平衡了離心力）。高速渦輪機(jī)常常操作臨界轉(zhuǎn)速以上。額外口勺臨界速度，高于先前,成功的

獲得,但對應(yīng)的振動(dòng)口勺振幅逐漸減少。

許多軸有三個(gè)或更多H勺軸承支撐，這意味著這個(gè)問題是靜不定。材料強(qiáng)度的資料上給出了求

解措施。設(shè)計(jì)覺得一種問題應(yīng)當(dāng)同步考慮經(jīng)濟(jì)問題。舉例來說,假如一行三人或三人以上的

軸軸承支持是必要的保守的假設(shè)日勺制導(dǎo)致本也許更低一予以力矩日勺設(shè)計(jì)，一-種略粗的軸的

額外費(fèi)也許比一份精心日勺設(shè)計(jì)分析要低。

8、帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)

除了齒輪、皮帶、鏈?zhǔn)菑V泛應(yīng)用。皮帶、鏈代表重要類型的柔性傳動(dòng)構(gòu)件。Fig.8.1顯示這

些構(gòu)件和齒輪減速器結(jié)合一種經(jīng)典的工業(yè)應(yīng)用.在這個(gè)應(yīng)用程序闡明了皮帶，齒輪傳動(dòng)，鏈都

是可以用來使之到達(dá)最佳效果。

轉(zhuǎn)缸式發(fā)動(dòng)機(jī)是由電力馬達(dá)發(fā)展而來的,不過馬達(dá)一般運(yùn)轉(zhuǎn)在很高的速度而傳出口勺扭矩又太

低和最終傳動(dòng)時(shí)應(yīng)用不匹配。對于一種給定的能量傳遞，扭矩值增長和轉(zhuǎn)速的減少是成比例

電

因此有些減速技術(shù)往往是可取日勺。??般來說,皮帶傳動(dòng)應(yīng)用在轉(zhuǎn)速相對比較高的場所，?級(jí)

減速是從電動(dòng)機(jī)或馬達(dá)上直接的減速。一種較小的驅(qū)動(dòng)滑輪連接到馬達(dá)軸，而大直徑滑輪被

連接到一種平行軸上同步具有較低的速度。帶傳動(dòng)口勺驅(qū)動(dòng)滑輪也被稱為滑輪。帶傳動(dòng)的線性

速度一般是10T0m/s,也導(dǎo)致了作用在皮帶上的拉力相對較小。

這是四個(gè)重要帶傳動(dòng)類型:平坦的、圓日勺、V、同步。平帶輪可以用于中心距離較長日勺帶滑輪

驅(qū)動(dòng)之間。另首先,V和同步帶是用于短中心的距離。不含同步帶，在滑輪和皮帶只間會(huì)發(fā)

生滑動(dòng)，滑輪是用鑄鐵或鋼制成臥J。

V型帶傳動(dòng)?種被廣泛使用的類型的帶，尤其是在工業(yè)傳動(dòng)和車輛應(yīng)用上。V型傳動(dòng)將皮帶緊

緊嵌到滑輪槽內(nèi)，增長了摩擦力并且容許傳送更大日勺扭矩在滑動(dòng)發(fā)生之前。平皮帶驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生

很噪音小、并且從系統(tǒng)中吸取更多的振動(dòng)比起v型或其他傳動(dòng)。一種平皮帶傳動(dòng)效率約為

98%,這是幾乎和齒輪傳動(dòng)同樣。然而,V型傳動(dòng)口勺效率驅(qū)動(dòng)在70%至96%之間變化。

一種同步帶,有時(shí)被稱為定期皮帶，在內(nèi)部留周表而安有齒型°一種同步帶不會(huì)打滑，從而以

一種恒定H勺角速度比例。

然而,假如非常大的比例減少速度在傳動(dòng)上需求，齒輪減速機(jī)是很好H勺，由于他們能在相

對小時(shí)空間內(nèi)完畢大幅度減速。齒輪減速的終端軸一般是高扭矩并且低速的。假如對速度和

轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用均有需求。它可以宜接耦合到驅(qū)動(dòng)的機(jī)器。

齒輪減速器只應(yīng)用在獨(dú)立的減速中，在未傳到符合條件的機(jī)器之前輸出必須被減少。在低速、

高扭矩條件、鏈條驅(qū)動(dòng)成為可取日勺。高扭矩會(huì)引起高拉伸力促使開發(fā)了鏈條。鏈條傳動(dòng)的構(gòu)

件一般是用金屬制造H勺,可以承受較大的力。當(dāng)在旋轉(zhuǎn)地軸之間傳播能量的時(shí)候，鏈條由齒

嚙合，它提供了積極的沒有滑動(dòng)傳動(dòng)。Fig.8.3顯示了經(jīng)典的鏈條傳動(dòng)。

鏈條結(jié)合了齒輪和皮帶傳動(dòng)H勺某些有利特點(diǎn)。鏈條驅(qū)動(dòng)提供幾乎所有時(shí)速比。他們相比于

齒輪傳動(dòng)H勺重要優(yōu)勢是可以用于任意中心H勺距離。比起帶傳動(dòng),鏈條傳動(dòng)的優(yōu)勢鏈提供積極

傳動(dòng)，因此具有更大傳遞能量的能力。

最常見U勺鏈?zhǔn)菨L子鏈，其中每一節(jié)的滾子在鏈條和鏈輪齒中提供較低的摩擦。對

于其不一樣的應(yīng)用，最熟悉的是在自行車?yán)锏膫鲃?dòng)鏈條。一般一種鏈條是有淬硬鋼做成的而

鏈輪由鑄鐵或鋼制作。不過,不銹鋼和銅鏈鎖在需要抗腐蝕的環(huán)境里面有需要。

10、PhysicalPropertiesofMaterials

（陳鵬文翻譯，有錯(cuò)包括?。?/p>

Oneoftheimportantconsiderationsinmaterialselectionistheirphysicalproperties（that

is,density,meltingpoint,specificheat,thermalconductivity,thermalexpansion,and

corrosionresistance）.1在材料選擇中重要考慮原因之一是它們歐J物理性質(zhì)（如：密度，

熔點(diǎn),比熱容，熱傳導(dǎo)性,熱膨脹和耐腐蝕性）。）Physicalpropertiescanhaveseveral

importantinfluencesonmanufacturingandtheservicelifeofcomponents.（物理性質(zhì)能對生

產(chǎn)和零部件工作壽命芍某些重要影響。）Forexample,high-speedmachinetoolsrequire

lightweightcomponentstoreduceinertialforcesand,thus,keepmachinesfromexcessive

vibration.（例如說，高速機(jī)床需要重量輕日勺部件來減小慣性力由此讓機(jī)床不會(huì)產(chǎn)生過高

的振動(dòng)。）

1.Density（密度）Thedensityofamaterialisitsmassperunitvolume.（材料的密

度就是單位體積材料的質(zhì)量。）Another（ermisspecificgravity,whichexpressesamaterial'

sdensityinrelationtothatofwater,andthus,ithasnounits.（.此外一種術(shù)語叫做比重，它

表達(dá)材料相對于水H勺密度，由此它沒有單位。）Weightsavingisimportantparticularlyfor

aircraftandaerospacestructures,forautomotivebodiesandcomponents,andforother

productswhereenergyconsumptionandpowerlimitationsarcmajorconcerns.（減輕重量是

重要考慮日勺尤其對于航天器，航天構(gòu)造，汽車零部件和那些能量消耗和功率受限日勺產(chǎn)

品。）

Substitutionofmaterialsforthesakeofweightsavingandeconomyisamajorfactorinthe

designbothofadvancedequipmentandmachineryandofconsumerproducts,suchas

aulomobiles.（為了減經(jīng)重量和經(jīng)濟(jì)成本，在設(shè)計(jì)現(xiàn)先進(jìn)機(jī)械設(shè)備和消費(fèi)品例如汽車中，

材料的替代是一種重要的原因。）

2.MeltingPoint（熔點(diǎn)）Themeltingpointofametaldependsontheenergyrequiredto

separateitsatoms.（金屬的熔點(diǎn)決定于分離金屬原子所需的能量。）Themelting

temperatureofametalalloycanhaveawiderange（dependingonitscomposition）andis

unlikethatofapuremetal,whichhasadefinitemeltingpoint.（金屬合金的）熔解溫度有一種

寬口勺范圍（取決于它口勺構(gòu)成物）并且不像純金屬有一種確定口勺溶解溫度。）Thetemperature

rangewithinwhichacomponentorstructureisdesignedtofunctionisanimportant

considerationintheselectionofmaterials.（一種部件利構(gòu)造設(shè)計(jì)功能時(shí)，其里面日勺溫度在

此案料選擇中需要重要考慮。）

Themeltingpointofametalhasanumberofindirecteffectsonmanufacturingoperations.

（金屬的熔點(diǎn)在生產(chǎn)過程中有許多間接地影響。）Becausetherecrystallizationtemperature

ofametalisrelatedtoitsmeltingpoint,operationssuchasannealingandheattreatingandhot

workingrequireaknowledgeofthemeltingpointsofthematerialsinvolved.（由于金屬的J再

結(jié)晶溫度與熔點(diǎn)有關(guān)，例如在退火，熱處理和熱加工操作中需要懂得所波及材料的熔

點(diǎn)。）

3.SpecificHeat（比熱容）Amaterial'sspecificheatistheenergyrequiredtoraisethe

temperatureofaunitmassbyonedegree.（一種材料的比熱容是單位質(zhì)曷材料每升高一度

所需要的I能量。）Alloyingelementhavearelativelyminoreffectonthespecificheatof

melals.（合金元素在金屬比熱容中有一種相對較小口勺影響。）Thetemperatureriseina

workpieceresultingfrommachiningoperationisafunctionoftheworkdoneandofthe

specificheatoftheworkpiecematerial.（一種工件溫度的上升來源于機(jī)械加工做功不「工件

材料的比熱容。）Temperatureriseinaworkpiece,ifexcessive,candecreaseproductquality

byadverselyaffectingitssurfaceroughnessanddimensionalaccuracy,cancauseexcessive

toolwear,andcanresultinundesirablemetallurgicalchangesinthematerial.（工件溫度的上

升，假如溫度過高，將會(huì)以平面粗糙度和尺寸精度的不利影響來影響產(chǎn)品質(zhì)量，并且會(huì)

導(dǎo)致材料中不需要口勺相變。）

4.ThermalConductivity（熱傳導(dǎo)）Thermalconductivityindicatestheratealwhichheat

flowswithinandthroughamaterial.（熱傳導(dǎo)表達(dá)熱量通流過材料日勺速率。）Metals

generallyhavehighthermalconductivity,whileceramicsandplasticshavepoorconductivity.

（金屬一般有高的熱傳導(dǎo)，然而陶瓷和塑料有差的熱傳導(dǎo)。）

Whenheatisgeneratedbyplasticdeformationorduetofriction,（hehealshouldbe

conductedawayatararehighenoughtopreventasevereriseintemperature.（在熱量由塑

性變形和摩擦引起的時(shí)，熱量應(yīng)當(dāng)以足夠高H勺速度傳遞開以防止溫度過快升高。）The

maindifficultyexperiencedinmachiningtitanium,forexample,iscausedbyitsverylow

thermalconductivity.（在金屬鈦中重要的）問題是由于它的］差的熱傳導(dǎo)。）Lowthermal

conductivitycanalsoresultinhighthermalgradientsand,inthisway,causeinhomogeneous

deformationofworkpiecesinmetalworkingprocesses.；差時(shí)熱傳導(dǎo)也能導(dǎo)致高口勺熱梯度，

通過這種方式，導(dǎo)致在金屬加工過程中產(chǎn)生不均勻的變形。）

5.ThermaIExpansion（熱膨脹）Thethermalexpansionofmaterialscanhaveseveral

significanteffects,particularlytherelativeexpansionorcontractionofdifferentmaterialsin

assembliessuchasmovingpartsinmachinerythatrequirecertainclearancesfbrproper

Functioning.（材料t向熱捧場有某些有益的影響，尤其是在裝配中不一樣材料H勺熱脹冷縮

例如機(jī)械中得活動(dòng)件需要特定的空隙來完畢特定的功能。）

Shrinkfitsutilizethermalexpansionandcontraction.（過盈配合應(yīng)用了熱脹冷縮。）For

example,apart,suchasaflange,istobeinstalledoverashaft.（例如，一種零件如法蘭，要

安裝穿過一根軸。）Itfirstisheatedandthenslippedoverashaftwhichisatroom

lemperalure.（首先將其力U熱，然后裝進(jìn)室溫下甲、J軸。）Whenallowedtocool,thepart

shrinksandtheassemblyeffectivelybecomesanintegralcomponent.（當(dāng)冷卻時(shí)，零件收縮

并且這個(gè)實(shí)際裝配體變成了一種整體部件。）

6.CorrosionResistance（耐腐蝕性）Metals,ceramics,andplasticsallaresubjectto

formsofcorrosion.（金屬，陶瓷和塑料都受到腐蝕。）Thewordcorrosionitselfusually

referstothedeteriorationofmetalsandceramics,whilesimilarphenomenainplastics

generallyarecalleddegradation.（腐蝕這個(gè)詞自身指的）是金屬和陶瓷的I退化，然而在塑

料中類似的現(xiàn)象叫做降解。）Corrosionleadsnotonlytosurfacedeteriorationofcomponents

andstructuresbutalsoreducestheirstrengthandstructuralintegrity.（腐蝕不僅導(dǎo)致部件和

構(gòu)造平面的破壞并且減小了構(gòu)造的強(qiáng)度和完整性。）

Corrosionresistanceisanimportantaspectofmaterialselectionforapplicationsinthe

chemical,food,andpetroleumindustries,aswellasinmanufacturingoperations.（耐腐蝕性

在化學(xué)，食物和石油工業(yè)材料選擇中是一種重要方面，生產(chǎn)制造中也同樣。）Inaddition

tovariouspossiblechemicalreactionsfromtheelementsandcompoundspresent,

environmentalcorrosionofcomponentsandstructuresisamajorconcern,particularlya（

elevatedtemperaturesandothertransportationvehicles.（此外,多種也許H勺由元素，化合

物，部件構(gòu)造環(huán)境腐蝕引起的化學(xué)反應(yīng)是重要考慮的，尤其是在高的溫度和其他運(yùn)送工

具上。）

Resistancetocorrosiondependsonthecompositionofthematerialandontheparticular

environment.（耐腐蝕性取決了材料構(gòu)成和所處的特殊H勺環(huán)境。）Corrosivemedianiaybe

chemicals（acid,alkalis,andsalts）,theenvironment（oxygen,moisture,pollution,andacid

rain）,andwater（freshorsaltwater）.（腐蝕介質(zhì)可以是化學(xué)品（酸,堿，鹽），環(huán)境（氧氣，

水,污染物和酸雨）和水（淡水和鹽水）。）Nonferrousmetals,stainlesssteels,and

nonmetallicmaterialsgenerallyhavehighcorrosionresistance,Steelsandcastironsusually

havepoorresistanceandmustbeprotectedbyvariouscoatingsandsurfacetreatments..（有色

金屬和非金屬材料一般有高的耐腐飩性，鋼和鑄鐵常有較差的耐腐蝕性并且必須通過多

種膜和表面處理來防止腐蝕。）

Theusefulnessofsomelevelofoxidationisexhibitedinthecorrosionresistanceof

aluminum,titanium,andstainlesssteel.（某種程度的氧化用于鋁,鈦和不銹鋼口勺耐腐蝕性。）

Aluminumdevelopsathin（afewatomiclayers）,strong,andadherenthard-oxidefilm（A12O3）

thatbetterprotectsthesurfacefromfurtherenvironmentalcorrosion.（鋁形成一層?。◣追N原

子層）而強(qiáng)MJ緊貼的AI2O3膜，它能更好地防止平面被深入地腐蝕。）Titaniumdevelops

afilmoftitaniumoxide（TiO2）.（鈦形成了一層TiO2膜。）Asimilarphenomenonoccursin

stainlesssteels,which（becauseofthechromiumpresentinthealloy）developaprotectivefilm

ontheirsurfaces.（不銹鋼應(yīng)用了類似Fl勺現(xiàn)象，在它表面形成了一層保護(hù)膜（由于合金中

銘的J出現(xiàn)）。）Whentheprotectivefilmisscratchedandexposesthemetalunderneath,anew

oxidefilmbeginstoform.（.當(dāng)保護(hù)膜被刮傷那么下面U勺金屬暴露出來，一種新口勺氧化膜開

始形成。）

12SpindleBearings

（陳鵬文，有錯(cuò)包括）

Amachinetoolspindlemustproviderotationalspeed,transfertorqueandpowerto

thecuttingtool,andhavereasonableloadcarryingcapacityandlife.

（機(jī)床主軸必須提供轉(zhuǎn)速、傳遞力矩和公路到切削工具上，并且具有一種合理H勺負(fù)

載承受能力和壽命。）Thebearingsystem,oneofthemostcriticalcomponentsofany

high-speedspindledesign,mustbeabletomeettliesedemandsorthespindlewon't

perform.（軸承系統(tǒng)，是任何高速主軸設(shè)計(jì)中最需要重要考慮的部件之一，它必須可

以滿足這些需要或者是主軸不能實(shí)現(xiàn)日勺需要。）

High-speedspindlebearingavailabletodayincluderoller,taperroller,andangular

contactballbearings.（當(dāng)今可以用的高速主軸軸承包括滾珠軸承、錐型滾柱軸承和徑

向止推滾珠軸承。）Selectioncriteriadependonthespindlespecificationsand（hespeed

neededformetalcutting.（選擇原則依托主軸規(guī)格和金屬切削所需日勺速度。）

Angularcontactbearingsarethetypemostcommonlyusedinveryhigh-speedspindle

design.（徑向止推軸承在超高速主釉設(shè)計(jì)中是用得最普遍的0）Thesebearings

provideprecision,loadcarryingcapacity,andthespeedneededformetalcutting.（這些軸

承提供精確度，伏在承受能力和金屬切削所需的速度。）Angularcontactballbearings

haveanumberofprecisionballsfittedintoaprecisionsteelrace,andprovidebothaxial

andradialloadcarryingcapacitywhenproperlypreloaded.（徑向止推軸承有許多安裝在

精確鋼槽里口勺精確滾珠，在對H勺安裝下提供軸向和徑向時(shí)負(fù)載承受能力。）

Insomecases,taperedrollerbearingsareusedbecausetheyofferhigherload

carryingcapacityandgreaterstiffnessthanballbearings.（在某些狀況卜，錐型滾珠軸

承被用是由于它能提供較滾珠軸承更大的負(fù)載承受能力和更大的剛度。）However,

taperedrollerbear.ngsdonotallowthehighspeedsrequiredbymanyspindles.（然而，

錐型滾柱軸承不能保證許多主軸需要的高的速度。）

Angularcontactballbearingsareavailablewithachoiceofpreloadingmagnitude,

typicallydesignatedaslight,medium,andheavy.（徑向止推滾珠軸承可以選擇預(yù)裝載

大小，經(jīng)典的有輕載型，種載型和重載型。）Ligntpreloadedbearingsallowmaximum

speedandlessstiffness.Thesebearingsareoftenusedforveryhigh-speedapplications,

wherecuttingloadsarelight.（輕載型軸承能保證最大速度和較小的剛度。這些軸承

一般在超高速，切削力小口勺歐J情形卜.應(yīng)用。）

Heavypreloadingallowslessspeed,buthigherstiffness.（重載型軸承可以保證較低

速度，較高岡U度。）Toprovidetherequiredloaccarryingcapacityforametalcutting

machinetoolspindle,severalangularcontactballbearingsareused（ogether.（為了給機(jī)

床提供金屬切削所需要的負(fù)載承受能力，某些徑向止推滾珠軸承被結(jié)合使用。）In

thisway,thebearingssharetheloads,andincreaseoverallspindlestiffness.（用這種措

施，軸承分肩負(fù)載，并且提高了整個(gè)主軸FI勺剛度。）

Hybridceramicbearingsarearecentdevelopmentinbearingtechnologythatusesceramic

（siliconnitride）materialtomakeprecisionballs.（混合的陶瓷軸承是在軸承科技中近來發(fā)展

起來日勺，是運(yùn)用陶瓷（氮化硅）材料制做精確的J滾珠。）Theceramicballs,whenusedinan

angukir-contactballbearing,offerdistinctadvantagesovsrtypicalbcaring-stcclballs（應(yīng)用于

徑向止推滾珠軸承中的陶瓷滾珠提供了較鋼珠軸承中鋼珠明顯日勺長處。）.

Ceramicballshave60%lessmassthansteelballs.（陶瓷滾珠質(zhì)量不到鋼珠的J60%。）

Thisissignificantbecauseasahallbearingisoperating,particularlyathighrotationalspeeds,

shapeoftheball.（這是故意義歐J,由于一種轉(zhuǎn)動(dòng)的滾珠軸承尤其是在高速旋轉(zhuǎn)中，滾珠

的形狀會(huì)發(fā)生變化。）Thisdeformationleadstorapidwearandbearingdeterioration.（這種

變形會(huì)導(dǎo)致迅速歐I磨損和軸承於J破會(huì)。）Ceramicballs,withlessmass,willnotbeaffecledas

muchatthesamespeed.（陶瓷滾珠具有較小的質(zhì)量，在相似速度下陶瓷滾珠受到影響不

如鋼珠大。）Infact,theuseofceramicballsallowsupto30%higherspeedforagivenball

bearingsize,withoutsacrificingbearinglife.（實(shí)際上，運(yùn)用陶瓷滾珠可以保證給定尺寸歐J

滾珠在超過30%速度上工作而不犧牲軸承壽命。）

Ductothenearlyperfectroundnessoftheceramicballs,hybridceramicbearingsoperateat

muchlowertemperaturesthansteelballbearings,whichresultsinlongerlifeforthebearing

lubricant.（由于兒近完美圓度的陶瓷滾珠，混合的陶亮釉承工作在較鋼珠軸承低得溫度，

這些導(dǎo)致在軸承潤滑中有較長臥J壽命。）Testsshow（hatspindlesutilizinghybridceramic

bearingsexhibithigherrigidityandhavehighernaturalfrequencies,makingthemlesssensitive

tovibration.（試驗(yàn)表明主軸運(yùn)用混合陶瓷軸承體現(xiàn)出更高的剛度個(gè)更高的固有頻率，使

主軸對振動(dòng)不那么敏感。）

Bearinglubricantisnecessaryfbrangularcontactballbearingtooperateproperly.（軸承潤

滑在徑向止推軸承對的工作中是必要的I。）Thelubricantprovidesamicroscopicfilm

betweentherollingelementstopreventabrasion.（潤滑劑在轉(zhuǎn)動(dòng)零件間提供了一層微觀模

來防止磨損。）Inaddition,itprotectssurfacesfromcorrosion,andprotectsthecontactarea

fromparticlecontamination.（此外，它還防止平面腐蝕，保護(hù)接觸平面受磨粒影響。）

Greaseisthemostcommonandmosteasilyappliedtypeoflubricant.（潤滑油脂是在潤滑

劑中最普遍最簡樸H勺應(yīng)用方式。）ItisinjectedintoIhespacebetweentheballsandihe

races,andispermanent.（它被注射到滾珠和滾槽之間的縫隙中，是永久電）Grease

requiresminimalmaintenance.（潤滑油脂需要最小歐I維護(hù)。）Generally,high-speedspindles

utilizinggreaselubricationdonotallowreplacementofthegreasebetweenbearing

replacements.（?般狀況下，高速主軸應(yīng)用油脂潤滑不能保證潤滑油脂在軸承替代件中

H勺替代。）Duringabearingreplacement,cleangreaseiscarefullyinjectedintothebearing.（在

軸承替代中，情節(jié)H勺油脂是小心地注射到軸承中。）

Oftenathighrotationalspeeds,lubricationwithgreaseisnotsufficient.（一般在高轉(zhuǎn)速

中，油脂潤滑是不夠小J。）Oilisthenusedasalubricant,anddeliveredinavarietyofways.

（那么油液就用作為潤滑劑，以多種方式傳遞。）Maintenanceof（helubricationsystem

isvital,andmustbecloselymonitoredtoensurethatproperbearingconditionsarcmaintained.

（潤滑維護(hù)系統(tǒng)式非常重要的，并且必須嚴(yán)密檢測來保證維護(hù)中對的口勺軸承維護(hù)條件。）

Also,useofthecorrecttype,quantity,andcleanlinessoflubricatingoiliscritical.此外,對時(shí)

H勺使用方法，用量和潤滑油清潔度也重要。

Howmuchlifecanbeexpected?（預(yù)測壽命是多長呢？）Allbearingswillhaveausefullife,

definedasoperationtimeuntilthebearingspecificationsarelost,oracompletefailureofthe

bearingoccurs.（所有的軸承都將有一種使用壽命，被定義為從工作開始時(shí)間到軸承規(guī)

格破壞時(shí)間或者到軸承完全地實(shí)效。）Themostcommoncauseofbearingfailureisfatigue,

inwhichtheracesbecomerough,leadingtoheating,andeventualmechanicalfailure.（導(dǎo)致

軸承失效的最普遍的原因是疲勞，在疲勞狀態(tài)下滾槽變得粗糙導(dǎo)致摩擦熱和最終的機(jī)械

故障。）Bearinglife,ingeneral,isaffectedbyaxialandradialbearingloads,vibrationlevels,

lubricationqualityandquantity,maximumspeed,andaveragebearingtemperature.（一般狀

況下，軸承的壽命受軸向和徑向口勺負(fù)載、振動(dòng)程度、潤滑質(zhì)量、最高速度和平均粕承溫

度影響。）Fromtheseinfluences,bearinglifecanbecalculatedfromstandardequations.（由

于這些影響，軸承壽命能通過原則方程來計(jì)算。）Today,computermodelsareoftenusedto

forecastbearinglife.（目前，計(jì)算機(jī)模型常常用于預(yù)測軸承壽命。）

14、機(jī)構(gòu)的基本概念

某些有關(guān)聯(lián)的J部分綜合起來可以實(shí)現(xiàn)一定運(yùn)動(dòng)并能完畢有用的工作叫做機(jī)器。一種機(jī)構(gòu)

是一種由兩個(gè)以上打勺部分裝配成的機(jī)器口勺一種組件以實(shí)現(xiàn)一種部件的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)其他部分運(yùn)

動(dòng)。運(yùn)動(dòng)學(xué)是研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)而不波及施加在機(jī)構(gòu)上的刀。動(dòng)力學(xué)是研究運(yùn)動(dòng)H勺部分和受力

和力矩影響的機(jī)構(gòu)。研究靜止系統(tǒng)的力和力矩叫做靜力學(xué)（或者說是慣性影響對系統(tǒng)是微局

限性道H勺）。

綜合分析是設(shè)計(jì)產(chǎn)品以滿足一定的性能需求口勺一種環(huán)節(jié)，假如一種產(chǎn)品配置先初步指

定，然后檢查產(chǎn)品以確定與否他的性能規(guī)格與否能滿足需要。這個(gè)過程叫分析。機(jī)器的設(shè)計(jì)

包括綜合和分析兩個(gè)方面。

設(shè)計(jì)過程開始于先認(rèn)識(shí)到某些需求，然后一部分需求被列出來，詳細(xì)的分析位移、速度

和加速度常常是必須時(shí)，這部分設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是在力和力矩的分析之后。這個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也許包括

了重新設(shè)計(jì)那些影響速度、加速度、力和力矩日勺部件。為了一年又一年的有競爭力，大多數(shù)

制造者必須被反復(fù)的修改他們的產(chǎn)品和他們的制造措施。增長生產(chǎn)率，升級(jí)產(chǎn)品功能，重新

設(shè)計(jì)使造價(jià)和重量減少是常常需要的J,成功也許取決于這個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析的精確

性。

許多基本的連接配置已經(jīng)被列入機(jī)械設(shè)計(jì)之內(nèi)幾種世紀(jì)前，我們用的某些術(shù)語變化了很

數(shù)年，因此，這些定義和術(shù)語在大多數(shù)狀況下，他的意義可以清晰地從上下文H勺關(guān)聯(lián)中猜出

來，某些術(shù)語尤其是和我們研究機(jī)械的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)有關(guān)II勺將在下面被定義。

桿件：?種桿件是?種剛體或者許多部分構(gòu)成在一起形成?種的運(yùn)動(dòng)鏈。這個(gè)術(shù)語剛體或

者簡樸桿件，是被理想化了的用作研究那些忽視由于機(jī)器組件間拉力所產(chǎn)生的J微小變形的機(jī)

構(gòu)。對于經(jīng)典的機(jī)器部分，在直徑上最大的變化只與這部分的I千分之一相似，我們忽視掉微

小的運(yùn)動(dòng)當(dāng)考慮大多數(shù)機(jī)構(gòu)更大的運(yùn)動(dòng)特性時(shí)是合理的J。這個(gè)單詞link被用作除了曲柄、連

桿和某些其他的較接機(jī)構(gòu)之外日勺一般日勺定義包括凸輪、齒輪和其他的機(jī)器部分。

機(jī)架：在機(jī)構(gòu)中固定的或者靜止的桿件叫做機(jī)架，當(dāng)沒有桿件實(shí)際上被固定期，我們假

設(shè)一種固定然后決定其他部分桿件相對于這個(gè)固定桿件的運(yùn)動(dòng)。例如，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上，引

擎裝置被考慮成固定的，盡管汽車也許在運(yùn)動(dòng)。

自由度:連接桿自由度FI勺數(shù)量是指定每一種桿件有關(guān)機(jī)架或固定桿件的位置所需要的獨(dú)

立參數(shù)的數(shù)目。假如一種系統(tǒng)的瞬間配置也許完全被定義根據(jù)一種獨(dú)立的變量，這個(gè)系統(tǒng)有

一種自由度，大多數(shù)實(shí)際的機(jī)器均有一種自由度。

按個(gè)自由的剛體有六個(gè)自由度，在三個(gè)直線方向移動(dòng)和三個(gè)軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)，假如物體僅限

于在一種平面內(nèi)移動(dòng)，那么他就只有三個(gè)自由度，兩個(gè)移動(dòng)方向和一種在這個(gè)平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)

方向。

高副和低副：剛體之間連接構(gòu)成基本的高副和低副，這兩個(gè)基本的構(gòu)建構(gòu)成低副理論上

是面接觸，而高副在兩個(gè)構(gòu)件間使點(diǎn)接觸或者線接觸。

運(yùn)動(dòng)鏈：運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)且环N運(yùn)動(dòng)副和桿件的組合體，每一種桿件在閉環(huán)運(yùn)動(dòng)鏈中都和其他兩

個(gè)或者更多H勺桿件關(guān)聯(lián)，一種一種沒有形成閉環(huán)”勺連接就是開環(huán)運(yùn)動(dòng)鏈。

聯(lián)動(dòng)裝置：由于我們但愿去檢查運(yùn)動(dòng)鏈而不考慮他最終的應(yīng)用，那是非常以便的去確

定許多組合有關(guān)剛體連接成聯(lián)動(dòng)裝置，在許多參照書中，無論怎樣，這個(gè)術(shù)語linkage是僅限

于由低副構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)鏈。

平面運(yùn)動(dòng)和品面連桿機(jī)構(gòu)：假如所有的點(diǎn)假如可以被描述為一種平面聯(lián)動(dòng)。假如我們檢

查這個(gè)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)由曲柄、連桿和在活塞發(fā)動(dòng)機(jī)中的活塞構(gòu)成，我們把它看做是平面運(yùn)動(dòng)，大

多數(shù)機(jī)構(gòu)一般都可以被看做平面運(yùn)動(dòng)。

空間運(yùn)動(dòng)和空間連桿機(jī)構(gòu)：大多數(shù)狀況下運(yùn)動(dòng)不能被描述成發(fā)生在同一平面上口勺我們稱

作空間運(yùn)動(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)也許被描述成空間的或者散文的機(jī)構(gòu)裝置。

機(jī)構(gòu)變換：一種連桿機(jī)構(gòu)的絕對運(yùn)動(dòng)取決于哪個(gè)連桿是固定的，換言之，那個(gè)桿件被選

作固定的機(jī)架，假如其他兩個(gè)相等的連桿機(jī)構(gòu)有不一樣的固定桿件方式，那么每一種連桿機(jī)

構(gòu)都是一種口勺倒置，在兩種連桿機(jī)構(gòu)中關(guān)系運(yùn)動(dòng)將相似。

16、磨損與潤滑

磨損可以被定義為材料從工作表面逐漸損失以在工作表面相對運(yùn)動(dòng)的形式。摩擦發(fā)生在

有負(fù)載尚有表面接觸且運(yùn)動(dòng)日勺地方，因此在工程實(shí)踐中是非常重要日勺，是機(jī)器壽命和性能的

最大影響原因。摩擦的組要集中形式有：

粘著磨損：當(dāng)兩個(gè)表面由于加載而互相靠在一起，整個(gè)接觸載荷作用在面積很小的表面

凸起的接觸面。真正H勺接觸壓力在凸起部分是非常大的，粘著磨損就發(fā)生在這些地方。假如

一種切向力作用于模型如圖，剪切可以發(fā)生在接觸面或接觸面下面或上方，導(dǎo)致粘著磨損。

例如如下原因：機(jī)械硬化發(fā)生在凸起的接觸部分，粘著刀往往比基本金屬大諸多。因此，在

滑動(dòng)中，破碎一般發(fā)生在較弱或軟組件，并產(chǎn)生磨損碎片。雖然這個(gè)碎片屬于較硬組件（如

圖16的上表面）最終由于接觸面時(shí)深入摩擦使碎片分離，并成為松散的磨粒。

磨料磨損：這種磨損的方式是硬的粗糙的表面相對于另一表面的運(yùn)動(dòng)（表面有硬的凸起

的顆粒），最終產(chǎn)生細(xì)小的磨削，因此在較軟的表面留下溝槽或者劃痕（如圖16.2）.實(shí)際上,

過程如同件、磨的方式。不一樣的是，在這些過程中，過程參數(shù)用來通過磨損控制生產(chǎn)出想

要的形狀和表面，然而磨料磨損得到的不是計(jì)劃想得到的產(chǎn)品。

腐蝕磨損。也被稱為氧化或化學(xué)磨損，這種類型口勺磨損由F化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)在工件表

面和環(huán)境之間。這些在工件表面形成的細(xì)小腐蝕性產(chǎn)物就是這種磨損生成的磨粒。當(dāng)腐蝕層

被破壞或移動(dòng)通過工件的滑動(dòng)，另一層也開始形成，這樣磨損成反復(fù)的移除和形成。

疲勞磨損：疲勞磨損是材料表面受到交變荷載；這方面的一種例子是軸承的滾動(dòng)接觸。

磨損顆粒一般是通過剝落或點(diǎn)蝕。另一種類型口勺疲勞磨損是熱疲勞。通過熱循環(huán)的熱應(yīng)力在

表面產(chǎn)生裂紋，例如當(dāng)一種冷鍛模熱反復(fù)作用工件時(shí)。這些裂縫先結(jié)合然后表面開始剝落，

產(chǎn)生疲勞磨損。

雖然磨損一般變化零件的表面的某些形貌并也許導(dǎo)致嚴(yán)重的表面破壞，但它也可以產(chǎn)生

有利的影響。在磨合期多種機(jī)器和發(fā)動(dòng)機(jī)通過磨損使突出部分從突出面移除。（如圖16.3）

因此，在控制條件下，磨損可以被視為一種平滑或拋光工藝。

通過在兩個(gè)互相運(yùn)動(dòng)的固體之間添加潤滑劑來明顯MJ減少他們之間的摩擦和磨損的過程

成為潤滑。這兒是四種在工程實(shí)踐運(yùn)用最廣泛的液態(tài)潤滑劑：

1.厚膜潤滑，通過持續(xù)流體膜使兩個(gè)表面完全分離。流體膜可以產(chǎn)生靜水壓或常常通過

楔子作用在一種滑動(dòng)的粘性流體的表面。

2.伴隨兩表面負(fù)載的增長或者滑動(dòng)速度和流體粘度減少，潤滑油膜變薄（薄膜潤滑這

種狀況在滑動(dòng)表面引起摩擦并形成輕微的磨損。

3。在混合潤滑中，雖然接觸面通過一層薄的潤滑膜分離，微凸體接觸也也許發(fā)生。總的

外加載荷被認(rèn)為是大部分由粗糙的接觸部分作用而小部分由水動(dòng)力作用。

4。在邊界潤滑中，接觸表面通過一邊界潤滑薄膜覆蓋而承受負(fù)載（fig.16.4d）。這是

一種?。ǚ肿樱┑臐櫥瑢?，吸附在金屬地整個(gè)表面，從而防止金屬與金屬的接觸H勺機(jī)構(gòu)和減

少磨損。

18、機(jī)械設(shè)計(jì)者的責(zé)任

一臺(tái)新機(jī)器的產(chǎn)生是由于對它有一種實(shí)際或者假象的需求。它的發(fā)展是從某人對能完

畢特定目的的設(shè)備的構(gòu)思開始。構(gòu)思之后是對元件間H勺協(xié)調(diào)的研究，桿件H勺位置和長度（這

其中也許包括了連桿的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究），齒輪、螺栓、彈簧、凸輪、和機(jī)械元件的放置。由于

所有的想法都會(huì)受到改善，因此一般會(huì)得到幾種處理方案，最終選擇看上去最佳口勺方案。

一種設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用，是根據(jù)科學(xué)原理和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的精明判斷相結(jié)合H勺。一種設(shè)計(jì)

問題很少會(huì)只有一種對的的答案，這一般會(huì)令機(jī)械設(shè)計(jì)的初學(xué)者很苦惱。

設(shè)計(jì)問題一般不止一-種處理方案。給定一種一般的設(shè)計(jì)問題，例如設(shè)計(jì)一種能在家里

自動(dòng)洗衣日勺機(jī)器，由于有諸多的設(shè)計(jì)團(tuán)體，因此會(huì)有諸多不一樣的方案一一這個(gè)可以從市場

上的洗衣機(jī)數(shù)最得到證明。

工程實(shí)踐問題一般需要折史的措施。競爭也許就需要違反某人最佳的工程判斷而做出

一種勉強(qiáng)口勺決定；生產(chǎn)上均困難也許迫使對設(shè)計(jì)做出更改，等等。

一種好的設(shè)計(jì)者要有諸多特性，例如：

（1）對材料的強(qiáng)度有很好的理解，這樣應(yīng)力分析才合理。機(jī)器的構(gòu)件應(yīng)有足夠的強(qiáng)

度和剛度，或其他所需口勺特性。

（2）熟知在機(jī)器中使用的材料的特性。

（3）熟悉多種制造過程的重要特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，由于構(gòu)成機(jī)器日勺構(gòu)件的制造必須在

一種有競爭性的價(jià)格之上。對某個(gè)制造工廠而言經(jīng)濟(jì)效益高的設(shè)計(jì)，對另一種

工廠而言經(jīng)濟(jì)效益也許不高。例如，在一種有很好的焊接車間但沒有鑄造車間

臥J工廠會(huì)發(fā)現(xiàn)，在某一特定依J狀況下焊接是最經(jīng)濟(jì)日勺制造措施；然而，面對同

一問題，另一種工廠由于有鑄造車間（也許有也也許沒有焊接車間），也許會(huì)選

擇鑄造。

（4）對多種各樣的狀況均有很好的專業(yè)知識(shí)，例如在有腐蝕性口勺環(huán)境、溫度很低或

相對高溫口勺條件下材料口勺性質(zhì)。

（5）做出明智決定前的準(zhǔn)備：a、什么時(shí)候使用樣本、購置原料或相對可靠的東西、

什么時(shí)候進(jìn)行客戶定制設(shè)計(jì)是需要的；b、什么時(shí)候用經(jīng)驗(yàn)來鑒別設(shè)計(jì)；c、在

開始加工之前什么時(shí)候進(jìn)行設(shè)計(jì)的使用性能測試；d、什么時(shí)候采用特殊的措施

來控制振動(dòng)和噪音。

（6）一定日勺審美觀，由于假如產(chǎn)品用于銷售，需具有“顧客吸引力”。

（7）理解經(jīng)濟(jì)效益和比較成本，由于工程師存在日勺最大理由就是是替雇傭他們口勺人

省錢。任何會(huì)提高成本的東西都應(yīng)當(dāng)合理，例如，（產(chǎn)品）性能的提高，添加有

吸引力的特性，或者更持久的耐用性。

（8）發(fā)明性和藹于發(fā)明H勺本能，這對最大效益是最重要H勺。發(fā)明性會(huì)出現(xiàn)，是由于

一種有活力的頭腦是不會(huì)滿足于事物現(xiàn)實(shí)狀況并樂意去發(fā)明。

當(dāng)然，尚有諸多重要的考慮原因及許多的細(xì)節(jié)。操作機(jī)器與否安全？假如操作者失誤

能否得到保護(hù)?振動(dòng)會(huì)不會(huì)產(chǎn)生噪聲？機(jī)器噪音與否過大？構(gòu)件的安裝與否相對簡樸？機(jī)器

與否易于操作和維修？

當(dāng)然，對每一種問題，沒有一種設(shè)計(jì)者能具有足夠的專業(yè)知識(shí)來考慮上述所有的特性

而做出最佳日勺選擇。較大內(nèi)設(shè)計(jì)團(tuán)體會(huì)有執(zhí)行特定職能的專家，較小的設(shè)計(jì)團(tuán)體可以展例顧

問，然而，一種工程師越理解設(shè)計(jì)中的所有階段，他就能做出越好口勺選擇。設(shè)計(jì)是一種規(guī)定

嚴(yán)格日勺專業(yè)，但當(dāng)你有很廣泛日勺經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，它也是相稱有趣日勺。

20、工程問題的處理措施

數(shù)年來，在許多行業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域，工程師重視細(xì)節(jié)及（針對問題）得到對小川勺處

理方案，逐漸獲得了良好的聲譽(yù)，由于他們是思緒非常清晰的思索者。工程師們得到了

尊重，基于此，大眾對他們設(shè)計(jì)和制造出來口勺產(chǎn)品予以了信任。

工程師但愿彼此能用清晰、有說服力、證據(jù)充足的措施來展現(xiàn)計(jì)算、測試成果和

技術(shù)工作。

在機(jī)械工程中的每個(gè)量由兩部分構(gòu)成：數(shù)值和單位。沒有另一種，其中一種（只

有數(shù)值或只有單位）是亳無意義日勺，工程師在計(jì)算中會(huì)親密而謹(jǐn)慎地注意單位，他們對

數(shù)值也是如此。

除了單位的問題，工程師必須得到問題的數(shù)字答案一一多強(qiáng)？多重？溫度是多

少？-----般要面對不確定和不完整的信息。例如，在一種新設(shè)計(jì)口勺開始，最終產(chǎn)品的

外形和尺寸是未知的；假如外形和尺寸已知，那它首先就沒有設(shè)計(jì)的必要了。只也許是

粗略n勺估計(jì)。然而，一種工程師仍然尚有工作要做，設(shè)計(jì)過程肯定要從某處開始。

出于這個(gè)原因，為了給未知量指定數(shù)值，設(shè)計(jì)師就做出近似。這些近似值已知是

不精確U勺，但總比隨機(jī)猜測II勺一種數(shù)好，當(dāng)然也比什么都沒有u勺好。機(jī)械工程師運(yùn)用他

們的j常識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、直覺、判斷和物理規(guī)律通過?種叫數(shù)量級(jí)日勺近似過程來尋找答案。機(jī)

械工程師樂于做出合理H勺近似。

在機(jī)械工程口勺研究中，你應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)處理問題的能力，到達(dá)其他工程師對你口勺期望

原則。合適時(shí)處理問題日勺措施，對你得到時(shí)的I的答案和把成果令人信服地給交流給他

人是很重要口勺。為了到達(dá)處理問題日勺目口勺，如下口勺指導(dǎo)會(huì)很有協(xié)助：

1.在每一頁頂開始一種問題，盡管問題口勺處理方案會(huì)少于一頁。通過這種方式將問題細(xì)化,

可以使得他人很輕易地定位和閱讀你的每一種方案。每一頁紙只寫一面。這個(gè)習(xí)慣也會(huì)

讓你的成果在查閱時(shí)變得輕易。

2.對于已知的問題和未知［I勺問題，寫一種一兩句的小結(jié)。通過弄清晰問題的目口勺，你會(huì)忽

視枝節(jié)信息而以更直接的方式抓住問題的主干。

3.在你開始下筆計(jì)算前請思索一下問題。用簡短的I話做一種總結(jié)，總體闡釋你將采用的措

施，列出你將用到H勺重要的概念，等式以及假設(shè)。

4.采用你正在分析日勺系統(tǒng)的圖紙，對重要日勺零件進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并且采用有關(guān)尺寸。工程師應(yīng)

將想法和知識(shí)圖形化，你的圖紙和圖表就是迅速傳遞復(fù)雜信息的最佳方式。幾乎在處理

每一種工程問題時(shí)，非常重要的第一步就是用圖表將問題展現(xiàn)出來。

5.畫出正在使用R勺坐標(biāo)系，這樣可以闡明你采用的正方向。例如，假如你在方案中寫

“Fx=30N”，不過卻沒有在圖紙是指明x方向，那么這樣日勺方案對于查閱你成果的來時(shí)

說就沒故意義。

6.在你計(jì)算的每一步和最終U勺成果中，要保證每一種數(shù)值后都帶有單位。一種沒有單位的

數(shù)，正如沒有數(shù)值的單位同樣，都是無意義的。

7.要檢查你成果中的有效數(shù)字，還要保證你的成果不要比真實(shí)的有效數(shù)字還多。數(shù)值的精

確度是你使用的數(shù)據(jù)最終一位有效數(shù)字日勺二分之一。Thefactorofone-halfarises,because

thelastdigitofanumberrepresentstherounding-offprocess,eitherhigherorlower,ofthe

tailingdigits.

8.你的計(jì)算成果僅對你故意義還不夠。你還要讓你的成果對但愿閱讀你成果的人故意義。

假如其他工程師不能審查和迅速讀懂你FI勺成果，那么你的成果將不會(huì)被采用，原因就是

混亂不清，不完整，或者不精確。要花時(shí)間寫清晰環(huán)節(jié)。

9.闡明你的成果的意義。這樣的成果對你有多合理？與否你的來自經(jīng)驗(yàn)、判斷、直覺的成

果的數(shù)量級(jí)故意義？

24、鉆孔操作

鉆床分類

鉆孔操作可以通過使用手電鉆或鉆床實(shí)現(xiàn)。后者在形狀和尺寸上不一樣。然而，刀具

總是繞著它H勺軸線旋轉(zhuǎn)而T.件是牢牢固定的。這和車床上的鉆孔操作是相反的，工件的放置

位置和卡盤日勺旋轉(zhuǎn)。如下是常用口勺鉆床種類。

臺(tái)式鉆床：臺(tái)式鉆床是一種通用鉆床，小H勺加工工具一般安放在工作臺(tái)上。這種鉆床

有一種電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，運(yùn)動(dòng)經(jīng)由滑輪和皮帶傳到安放刀具H勺主軸上。進(jìn)給量由人工通過

調(diào)整手柄變化，手柄設(shè)計(jì)來減少或升高主軸的。

工件安裝在工作臺(tái)上，盡管有時(shí)一種特制的虎鉗用來固定工件。要加工口勺工件的最大

高度限制于主軸和工作臺(tái)的最大差距。

立式鉆床：基于尺寸的機(jī)床，立式鉆床刀具可以用于輕型、中型、甚至中型工件。它

基本上和臺(tái)式機(jī)床相似，重要區(qū)別是有一種長圓柱形床身固定在基部。沿著床身是一種附帶

的用于固定工件以使工件而已在任何理想高度鎖定日勺滑動(dòng)工作臺(tái)。這種鉆床需要日勺功率比臺(tái)