第一篇：機(jī)械工程專業(yè)英語文章翻譯

機(jī)

械 題目：學(xué)號：班級：數(shù)控姓名：康振平

工 程 專 業(yè) 英 語

Computer-Aided Design and Manufacturing 20110334304 121

Computer-Aided Design and Manufacturing

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造

Computer-aided design（CAD）involves the use of computers to create design drawings and product models.Computer-aided design is usually associated with interactive computer graphics（known as a CAD system）.Computer-aided design systems are powerful tools and are used in the mechanical design and geometric modeling of products and components.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）是指用計(jì)算機(jī)來創(chuàng)造設(shè)計(jì)圖紙和產(chǎn)品模型。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)通常是與交互式計(jì)算機(jī)圖形學(xué)（稱為CAD系統(tǒng)）有關(guān)系的。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)是功能強(qiáng)大的工具，被用于在機(jī)械設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品和零件的幾何建模。

In CAD，the drawing board is replaced by electronic input and output devices.When using a CAD system，the designer can conceptualize the object to be designed more easily on the Graphics screen and can consider alternative designs or modify a particular design quickly to meet the necessary design requirements or changes.The designer can then subject the design to a variety of engineering analyses and can identify potential problems（such as an excessive load or deflection）.The speed and accuracy of such analyses far surpass what is available from traditional methods.在CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）中，傳統(tǒng)的畫圖板被電子輸入和輸出設(shè)備所替換。當(dāng)使用CAD系統(tǒng)時，設(shè)計(jì)者可以使對象概念化以便更容易在圖形屏幕上設(shè)計(jì)，并且可以考慮替代設(shè)計(jì)或快速地修改一個特定的設(shè)計(jì)來達(dá)到必要的設(shè)計(jì)要求或變化。因而設(shè)計(jì)者可以提供多種工程分析并且可以識別潛在的問題（如過負(fù)荷或變形）。這些分析的速度和準(zhǔn)確性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)的方法。

Draft productivity rises dramatically.When something is drawn once，it never has to be drawn again.it can be retrieved from a library ,and can be duplicated, stretched, sized, and changed in many ways without having to be redrawn。Cut and paste techniques are used as labor-saving aids.設(shè)計(jì)生產(chǎn)率的提高是顯著的。當(dāng)某些圖形被繪制一次后，就沒必要再畫第二次。它可以從圖形庫中恢復(fù)，可以被復(fù)制，拉伸，改變大小，和其他許多方面的改變而無需重新繪制。剪切和粘貼技巧作為節(jié)省勞力的助手被使用。

CAD makes possible multiview 2D drawings，and the drawings can be reproduced in different levels of reduction and enlargement.It gives the mechanical engineer the ability to magnify even the smallest of components to ascertain if assembled components fit properly.Parts with different characteristics，such as movable or stationary，can be assigned different colors on the display.CAD使二維圖紙多重視圖變?yōu)榭赡?，并且圖形可以在大小不同的圖層里重生。它使機(jī)械工程師有能力放大甚至最小的部件來確定構(gòu)件是否裝配合適。對于具有不同特性的零部件，如移動或靜止，可以指定不同的顏色在顯示屏上標(biāo)示。

have even more freedom with the advent of 3-D parts and manipulate them in endless variations to achieve the desired results.Through finite element analysis，stresses can be applied to be a computer model and the results graphically displayed，giving the designer quick feedback on any inherent problems in a design before the creation of a physical prototype.隨著三維建模的出現(xiàn)設(shè)計(jì)師有了更多自由和無限制的修改它們以實(shí)現(xiàn)所期望的結(jié)果。通過有限元分析，應(yīng)力加到計(jì)算機(jī)模型上并且以圖形化的方式顯示其結(jié)果，在產(chǎn)品物理原型生產(chǎn)之前，對設(shè)計(jì)中的任何內(nèi)在問題給設(shè)計(jì)者一個快速的反饋。Designers In addition to the design’s geometric and dimensional features，other information（such as a list of materials，specification，and manufacturing instructions）is stored in the CAD database.Using such information ,the designer can then analyze the economics of alternative designs.除了設(shè)計(jì)的幾何和尺寸特性之外，其他信息(比如材料清單、規(guī)格、和制造說明)都存儲在CAD數(shù)據(jù)庫里。利用這些信息，設(shè)計(jì)師可以分析備選設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。Computer-aided manufacturing(CAM)involves the uses of computers and computer technology to assist in all the phases of manufacturing a product，including process and production planning，machining，scheduling，management，and quality control.Computer-aided design and computer-aided manufacturing are often combined into CAD/CAM systems.計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)包括使用計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)技術(shù)來協(xié)助制造產(chǎn)品的所有階段，包括工藝和生產(chǎn)計(jì)劃，加工，調(diào)度，管理，和質(zhì)量控制。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造常常是和CAD / CAM系統(tǒng)相結(jié)合的。

This combination allow the transfer of information from the design stage into the stage of

planning for the manufacture of a product，without the need to reenter the data on part geometry manually.The database developed during CAD is stored； then it is processed further，by CAM，into the necessary data and instructions for operating and controlling production machinery，material-handling equipment，and automated testing and inspection for product quality.這種組合允許一個產(chǎn)品的信息從設(shè)計(jì)階段傳遞到加工規(guī)劃階段，而不需要手動重新輸入幾何部件的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)研發(fā)期間存儲在數(shù)據(jù)庫，然后通過計(jì)算機(jī)輔助制造進(jìn)一步處理，一直到必要的數(shù)據(jù)和指令的操作和控制生產(chǎn)機(jī)械、物料搬運(yùn)設(shè)備，自動化測試和檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量。

In machining operations，an important feature of CAD/CAM is its capability to describe the tool path for various operations，such as NC turning，milling，and drilling.The instructions（programs）are computer generated，and they can be modified by the programmer to optimize the tool path.The engineer or technician can then display and visually check the tool path for possible tool collisions with fixtures or other interferences.The tool path can be modified at any time，to accommodate other part shapes to be machined.在機(jī)械加工中，CAD/CAM的一個重要特征是它有可以描述刀具運(yùn)動軌跡的能力，如數(shù)控車削，銑削，鉆孔。指令（程序）是計(jì)算機(jī)生成的，它們可以由程序員修改優(yōu)化刀具路徑。工程師或技術(shù)員可以顯示和檢查刀具路徑可能與夾具或其他干擾工具碰撞。刀具路徑可以隨時修改，以適應(yīng)其他部分的形狀被加工。

Some typical applications of CAD/CAM are：（a）programming for NC，CNC，and industrial robots；（b）design of tools and fixtures and EDM electodes；（c）quality control and inspection，for instance，coordinate-measuring machines programmed on a CAD/CAM workstation；（d）process planning and scheduling ；and（e）plant layout.CAD / CAM的一些典型應(yīng)用是：（a）數(shù)控編程，計(jì)算機(jī)數(shù)控編程和工業(yè)機(jī)器人；（b）工具和夾具以及電火花電極的設(shè)計(jì)；（c）質(zhì)量控制和檢查，例如，在CAD / CAM工作站上的坐標(biāo)測量機(jī)編程；（d）工藝規(guī)劃與調(diào)度；和（e）工廠布局。

The emergence of CAD/CAM has had a major impact on manufacturing，by standardizing product development and by reducing design effort，tryout，and prototype work；it has made possible significantly reduced costs and improved productivity.The two-engine Boeing 777 passenger airplane，for example, was designed completed by computer（paperless design）.The plane is constructed directly from the CAD/CAM software developed（an enhanced CATIA system）and no prototypes or mockups were built，such as were required for previous models.CAD/CAM的出現(xiàn)對制造業(yè)產(chǎn)生了重大影響，通過產(chǎn)品開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化和減少設(shè)計(jì)工作量，試用，和原型的工作；它有可能大大降低成本和提高生產(chǎn)力。例如雙引擎的波音777客機(jī)就是由計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)完成（無紙化設(shè)計(jì)）。這架飛機(jī)直接從CAD/CAM軟件開發(fā)（增強(qiáng)CATIA系統(tǒng)）并沒有建立原型或?qū)嵨锬Ｐ偷那闆r下制造出來，如以前所需要的的模型。

第二篇：機(jī)械工程專業(yè)英語_翻譯

spark-igniton engine 電火花式發(fā)動機(jī) acceptance sampling 認(rèn)可采樣 accessing 訪問 accurate 準(zhǔn)確的 acoustic 聲學(xué)的 actuator 作動器 alternator 交流發(fā)動機(jī) analog sensor 模擬傳感器

analog-to-digital converter 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 armature 電樞

Artificial intelligence 人工智能 artificial neural networks 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) as a general rule of thumb 按慣例 assumption 假設(shè)

asynchronous AC motors 異步交流電動機(jī)asynchronous 不同時的，異步的 bargains 討價還價 bear on 生成 binomial 二項(xiàng)的 Brake system 制動系統(tǒng)

brushed/brushless motors 有刷/無刷電機(jī) built into 內(nèi)建

By the same token 出于同樣的原因 capacitor Start 電容器啟動（電動機(jī)）catastrophically 毀滅性地 charging circuit 充電電路 Charging system 供電系統(tǒng) chassis 車身底盤

compression-ignition engine 壓然式發(fā)動機(jī) coil high-tension cables 線圈高壓電纜 compartment 間隔間，車廂 Compound wound 復(fù)勵 concerned with 與有關(guān) concise 簡潔

conductivity 傳導(dǎo)率constant load 定常負(fù)載 contracts 合同 Converter 轉(zhuǎn)換器

corporate activities 公司的行為 credited letters 對賬單 cylinder 汽缸

data acquisition 數(shù)據(jù)拾取defectives 缺陷產(chǎn)品 derived from 起源于

destructive inspection 有損檢測 Detect 檢測

diesel/compression-ignition engine 柴油機(jī) Differential 差速器

dimensions of parts 零件的尺寸 dissipate 耗盡，用完 distribution 分發(fā) distributor 分電器

downgrade to a lower quality level 信用等級下調(diào) dynamic braking 動態(tài)制動

Electricalsystem 電氣系統(tǒng)electrical equipment 電氣裝置 electrical schematics 電氣原理圖 electrical system 供電系統(tǒng)

electromechanical system 機(jī)電系統(tǒng)electromechanical 機(jī)電的 eliminate 排除 emphasis on 強(qiáng)調(diào) equivalent 相等的 Essential 基本的 establish 建立

expert system 專家系統(tǒng)

fiber-optic sensor 光纖傳感器fiber-optic sensors 光纖傳感器 Fiber-optic 光纖 field service 現(xiàn)場服務(wù) flaws 有缺點(diǎn)的 flux 通量 flywheel 飛輪

fractional horsepower(rating)小功率電動機(jī) fractional 部分的，分?jǐn)?shù)的 functional 功能的gasoline/spark-ignition engine 汽油機(jī) Gas-turbine engine汽輪機(jī) generate 產(chǎn)生 geographic 地理的Gross domestic product 總產(chǎn)值heat engines 熱機(jī) high-tension 高壓的 hood（發(fā)動機(jī)）罩 humidity 濕度 hyperbolic 雙曲線的hysteresis motors磁滯式電動機(jī) hysteresis 滯后作用，磁滯式 hysteresis:磁滯現(xiàn)象ignition coil 點(diǎn)火線圈Ignition system點(diǎn)火系統(tǒng) imbalance 不平衡，不均衡 imperfect 不合格的 impetus 推動，激勵 in terms of 根據(jù)

increase or decrease the slip speed of the rotor 增減轉(zhuǎn)子的滑動速率

induction motor 感應(yīng)式電機(jī) induction 電磁感應(yīng)

information technologies 信息技術(shù) inherent 固有的initial impetus 最初的發(fā)展 Inorganic materials 無機(jī)材料 inspect 檢查

Instrument servo motor 儀表伺服電機(jī) internal combustion engine 內(nèi)燃機(jī)

internal combustion 內(nèi)燃機(jī) invoices 發(fā)票

irreversible 不可逆轉(zhuǎn)的leading power factor 超前功率因數(shù) load torque負(fù)載扭矩Logicf unction 邏輯功能 logistic support 后勤保障 log-normal 對數(shù)正態(tài)的 low-tension 低壓的 Magnetic slip 電磁轉(zhuǎn)差率 maintained 保留 makes up for 彌補(bǔ) manipulate 操縱 marginal cost 邊際成本 medium 中間，媒介

mercury thermometer 水銀溫度計(jì) Missile flight tracking導(dǎo)彈飛性追蹤 moment of inertia 轉(zhuǎn)動慣量 monitoring 監(jiān)視

motor winding電機(jī)繞組：

national codes and standards 國標(biāo) negotiate 談判

nondestructive inspection 無損檢測 nondestructive 無損檢測

Nonmentallicmaterials非金屬材料 operating practice 實(shí)際操作 permanent magnet 永磁

permanent split capacitor 固定分相的電容器 permeability 滲透性 places the order 下訂單 Poisson distributions 泊松分布 Polar inertia極慣性矩poly-phase AC motors 多相交流電動機(jī) polyphase 多相的 Power factor功率因數(shù)

Price-performance ratio 性價比 Principal component 主要部件 proximity sensor 接近傳感器 purchase order 訂單 quality assurance 質(zhì)量保證 quality in conformance 產(chǎn)品移植性 raw materials 原材料 Rear wheel drive后輪驅(qū)動

regenerative braking 再生制動，反饋制動 regenerative 再生的，反饋的reluctance 磁阻repulsion induction 推斥式感應(yīng)repulsion start 推斥式啟動 reversible 可逆的 Rotational speed轉(zhuǎn)速

rotor magnetic field rotate 轉(zhuǎn)子磁場運(yùn)動 sampling 采樣 scheme 安排

schemes 方案 scrapped 拋棄

semi-finished parts 半成品 sensor fusion 傳感器融合Series wound串勵shaded pole 屏蔽極式 Sheet metal shell金屬板殼 Shunt wound并勵 Shut-off關(guān)斷

signs the agreement 簽合同 single phase 單相的 smart sensor 智能傳感器 somewhat 稍微，有點(diǎn)

sophistication 復(fù)雜性，完善化，采用先進(jìn)技術(shù)spark plug cables 火花塞電纜 spark plug 火花塞 specifications 指標(biāo)

speed transducer 速度傳感器 split phase 分相式 squirrel cage 鼠籠式

Starting system 啟動系統(tǒng)statistical 統(tǒng)計(jì)的 統(tǒng)計(jì)學(xué) 統(tǒng)計(jì)學(xué)的 steering systems 方向系統(tǒng) steering 轉(zhuǎn)向器 stepper motors 步進(jìn)電機(jī) strain 應(yīng)變 sufficient 足夠的surface treatment 表面處理surroundings 環(huán)境

Suspension system懸掛系統(tǒng) suspension 懸架

switch 開關(guān)，轉(zhuǎn)換器synchronous AC motors 同步交流電動機(jī) synchronous 同時的Tactile sensing 觸覺傳感技術(shù) technique-based decision 技術(shù)決策 tends to 傾向于 tenet 原則

tensile tests 拉伸實(shí)驗(yàn) tensile 可拉長的 tensile 張力，拉力

the induction motor operates near the ferquency of the input source：感應(yīng)式電動機(jī)在接近輸入電源頻率下運(yùn)行。The internal combustion engine 內(nèi)燃機(jī) Tolerance levels公差等級 Torque 扭矩

torque-speed curves 轉(zhuǎn)矩-速度曲線 traceability 可描繪

traditional business 傳統(tǒng)商務(wù) transmission systems 傳動系統(tǒng) transmission 變速器 trunk deck 行李箱蓋

two-value capacitor start 兩價電容器啟動

ubiquitous 普遍存在的 ultrasonic 超聲的，超聲波 universal motor 交直流兩用電動機(jī) utilize 利用

variability 可變的 可變性 vehicle 車輛

Visual sensing視覺傳感技術(shù) voltage regulator 電壓調(diào)整器 Weight distribution 質(zhì)量分配 Winding current繞住電流

with the emergence of digital signal processors and microcontrollers 隨著數(shù)字信號處理器和控制器的出現(xiàn) wound rotor induction motor繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī) wound rotor 繞線轉(zhuǎn)子

第三篇：機(jī)械工程專業(yè)英語唐一平翻譯

Unit1 1.2Ferrous Metals and Alloys By virtue of their wide range of mechanical, physical, and chemical properties, ferrous metals and alloys are among the most useful of all metals.Ferrous metals and alloys contain iron as their base metal: the general categories are cast irons, carbon and alloy steels, stainless steels, tool and die steels.1.2黑色金屬及其合金：

由于它們的一系列廣泛的機(jī)械物理和化學(xué)的特征，黑色金屬及其合金是所有金屬中最有用的鐵是黑色金屬及其合金中的基本元素主要種類有鑄鐵，碳鋼，合金鋼，不銹鋼，工具鋼和磨具鋼

The term cast iron refers to a family of ferrous alloys composed of iron, carbon(ranging from 2.11% to about 4.5%),and silicon(up to about 3.5%).Cast irons are usually classified as follows: 1.Gray cast iron,or gray iron;2.Ductile cast iron, nodular cast iron, or spherical graphite cast iron;3.White cast iron;4.Malleable iron;5.Compacted graphite iron。（），它包含鐵碳（2.5%—4.5%）和硅（3.5%）鑄鐵的分類如下1.灰鑄鐵2.球墨鑄鐵3.白口鑄鐵4.可鍛鑄鐵5.如墨鑄鐵

The equilibrium phase diagram relevant to cast irons is shown in Fig.1.1,in which the right boundary is 100% carbon,that is pure graphite.The eutectic temperature is 1154hC(2109hF), and so cast irons are completely liquid at temperatures lower than those required for liquid steels.Consequently, iron with high carbon content can be cast at lower temperatures than can steels.有關(guān)鑄鐵的平衡相圖如圖1.1所示 其右邊界是100%的碳 那是純石墨，其共晶溫度是1154℃因此鑄鐵可以在比那些熔化鋼更低的溫度下完全液化所以含碳量較高的鑄鐵的澆注溫度比鋼低。

Carbon steels are generally classified by their proportion(by weight)of carbon content.1.Low-carbon steel, also called mild steel, has less than 1.30% carbon.It is generally used for common industrial products, such as bolts,nuts, sheet, plate, and tubes, and for machine components that do not require high strength.3.碳鋼：碳銅大體上是按碳含量的臂力來分類的

1）低碳鋼又叫做軟鋼其碳含量小于0.30%它用于普遍的工業(yè)產(chǎn)品，例如螺栓，螺母。鋼板，港片鋼管和那些強(qiáng)度要求不高的機(jī)器零件

Unit5 5.1 Introduction

Conventional machining is the group of machining operations that use single-or multi-point tools to remove material in the form of chips.Metal cutting involves removing metal through machining operations.Machining traditionally takes place on lathes, drill presses, and milling machines with the use of various cutting tools.Most machining has very low set-up cost compared with forming, molding, and casting processes.However, machining is much more expensive for high volumes.Machining is necessary where tight tolerances on dimensions and finishes are required.傳統(tǒng)機(jī)加工是利用單刃或多刃刀具以切削形式去除材料的（一組）加工方法。金屬切削就是利用機(jī)加工的方法去除材料，傳統(tǒng)機(jī)加工都是利用不用的刀具在車床，鉆床和銑床上進(jìn)行的，與成型加工，模壓制件和鑄造工藝相比，機(jī)加工的準(zhǔn)備成本還是比較低的。然而，如果是大批量生產(chǎn)，其成本要高得多，當(dāng)對零件的光潔度和尺寸公差要求較高時，機(jī)加工是必須的。

5.2 Turning and Lathe

Turning is one of the most common of metal cutting operations.In turning, a workpiece is rotated about its axis as single-point cutting tools are fed into it, shearing away excess material and creating the desired cylindrical surface.Turning can occur on both external and internal surfaces to produce an axially-symmetrical contoured part.Parts ranging from pocket watch components to large diameter marine propeller shafts can be turned on a lathe.5.1 車削與車床

沿工件進(jìn)給，切掉多余的材料，最后形成要求的圓柱型表面，車削可以加工外表面以形成軸對稱的成型零件，從懷表的零件到大型螺旋角零件軸都可以在車床上加工。

車削是金屬切削加工中最常用的方法之一。在車削過程中，一個工件繞其軸線回轉(zhuǎn)，單刃車刀 Apart from turning, several other operations can also be performed on a lathe.除了車削，一些其它的操作也可以在車床上完成。

Boring and internal turning.Boring and internal turning are performed on the internal surfaces by a boring bar or suitable internal cutting tools.If the initial workpiece is solid, a drilling operation must be performed first.The drilling tool is held in the tailstock, and the latter is then fed against the workpiece.When boring is done in a lathe, the work usually is held in a chuck or on a face plate.Holes may be bored straight, tapered, or to irregular contours.Boring is essentially internal turning while feeding the tool parallel to the rotation axis of the workpiece.鏜削和車內(nèi)圓：利用鏜桿或合適的內(nèi)圓車刀可以進(jìn)行鏜削和車內(nèi)圓。工件毛坯如果是實(shí)心的，首先要鉆孔，鉆頭安裝在尾架上，后者向工件進(jìn)給，如果在車床上進(jìn)行鏜削，工件一般安裝在卡盤活花盤上。鏜出的孔可以是盲孔、錐孔或者不規(guī)則的輪廓，當(dāng)工具與回轉(zhuǎn)軸平行進(jìn)給時，鏜削實(shí)際上是車削。

Unit7

Quality and accuracy are major considerations in making parts or structures.Interchangeable parts require a high degree of accuracy to fit together.With increasing accuracy or less variation in the dimension, the labor and machinery required to manufacture apart is more cost intensive.Any manufacturer should have a thorough knowledge of the tolerances to increase the quality and reliability of a manufactured part with the least expense.在制造機(jī)器零件和結(jié)構(gòu)的過程中，質(zhì)量和精度是最重要的因素?；Q性零件需要有高精度以實(shí)現(xiàn)相互配合。隨著精度的增加和尺寸變化的減小，制造零件所需的勞動力和機(jī)器更趨于成本密集型，制造商應(yīng)該對公差有全面的了解，并以最小的成本提高加工零件的質(zhì)量和可靠性。

An engineering drawing must be properly dimensioned in order to convey the designer’s intent to the end user.Dimensions of parts given on blueprints and manufactured to those dimensions should be exactly alike and fit properly.Unfortunately, it is impossible to make things to an exact or dimension.Most dimensions have a varying degree of accuracy and a means od specifying acceptable limitations in dimensional variance so that a manufactured part will be accepted and still function.It is necessary that the dimensions, shapes and mutual position of surfaces of individual parts are kept within a certain accuracy to achieve their correct and reliable functioning.Routine processes do not allow maintenance(or measurement)of the given geometrical properties with absolute accuracy.Actual surfaces of the produced parts therefore differ from ideal surfaces prescribed in drawings.Deviations of actual surfaces are divided into four groups to enable assessment, prescription and checking of the permitted inaccuracy during production: 1:Dimensional deviations;

2:Shape deviations;3:Position deviations;

4:Surface roughness deviations.一張工程圖應(yīng)有恰當(dāng)?shù)某叽鐦?biāo)注，來把設(shè)計(jì)師的想法傳遞給用戶，加工出的零件尺寸應(yīng)與圖紙上所標(biāo)注的零件尺寸完全一致并匹配，但是加工零件的尺寸不可能是精確的尺寸，大多數(shù)的尺寸都有一個加工范圍，這是可接受的規(guī)定尺寸變化極限的一種方法，以至于可以接受并使用這一加工零件，各個零件的尺寸精度，形狀精度，互換位置精度必須保持在一個精度范圍以內(nèi)，以便正確可靠的實(shí)現(xiàn)他們的功能，常規(guī)的加工過程不允許對具有絕對精度的給點(diǎn)的幾何特性進(jìn)行維修和測量，因此實(shí)際零件加工表面不同于圖紙中規(guī)定的理想零件表面，實(shí)際加工表面的偏差在進(jìn)行評估說明和允許誤差的檢查過程中被分為四類：1.尺寸偏差，2.形狀偏差，3.位置偏差，4.表面粗糙度。

第四篇：機(jī)械工程專業(yè)英語第二版必考翻譯(完整版)

1.With low-power machinery or vehicles the operator can usually apply sufficient force through a simple mechanical linkage from the pedle or handle to the stationary part of the brake.In many cases, however, this force must be multiplied by using an elaborate braking system.（P5）用低能機(jī)器或傳力工具，操作者通過向踏板或把手的一個簡單機(jī)械連接構(gòu)件作用足夠的力量到車閘固定的部分。大多數(shù)情況，然而，用一個詳細(xì)（復(fù)雜）的車閘系統(tǒng)使這個力量成倍增加。

2.The fundamental principle involved is the use of compressed air acting through a piston in a cylinder to set block brakes on the wheels.The action is simultaneous on the wheels of all the cars in the train.The compressed air is carried through a strong hose from car to car with couplings between cars;its release to all the separate block brake units, at the same time, is controlled by the engineer.(Braking Systems)（P5）

相關(guān)的基本原理是使用壓縮氣體，通過氣缸內(nèi)的活塞將閘塊壓在車輪起作用。列車的所有車廂上的車輪同時動作。壓縮氣體通過一個堅(jiān)固的管道在由聯(lián)軸器連接的車廂之間傳輸；工程師控制其在同一時間釋放到所有獨(dú)立的閘塊單元。

3.When the brake pedal of an automobile is depressed, a force is applied to a piston in a

master cylinder.The piston forces hydraulic fluid through metal tubing into a cylinder in each wheel where the fluid’s pressure moves two pistons that press the brake shoes against the drum.(Braking Systems)（P5）

當(dāng)踩下汽車剎車的踏板，在主汽缸中的活塞上施加一個力?；钊?qū)動液壓流體通過金屬管道進(jìn)入每個車輪氣缸，在那里液壓移動兩個活塞將閘片壓向輪圈。

4.Machinery ontology including mechanical rack, mechanical connections and mechanical transmission, which is the basis of mechanical-electrical integration, plays a role in supporting the other functional units of the system and transmitting motion and power.Compared to purely mechanical products, the performance and functionality of integration technology in electrical and mechanical systems have been improved a lot, which requires mechanical ontology to adapt its new status in mechanical structure, materials, processing technology, as well as the areas of geometry.Accordingly, the new ontology is with high efficient, multi-functional, reliable and energy-saving, small, light-weighted and aesthetically pleasing characteristics.(Mechatronics System)（P7）

機(jī)械體包括機(jī)架、機(jī)械聯(lián)接和機(jī)械傳動，它是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，作用是支撐系統(tǒng)其他功能單元，傳遞運(yùn)動和動力。和純機(jī)械產(chǎn)品相比，一體化技術(shù)的性能和功能在機(jī)電系統(tǒng)中大幅提高，它要求機(jī)械本體適應(yīng)在機(jī)械結(jié)構(gòu)、材料、加工技術(shù)以及這些領(lǐng)域中的幾何學(xué)下的新環(huán)境。相應(yīng)的，新的一體化具有高效、多功能、可靠、節(jié)能、小輕和美學(xué)的令人賞心悅目的特征。

5.Detecting sensor detecting sensor part includes a variety of sensors and signal detection circuit, and its function is to detect the process of mechatronic systems in the work itself and the changes of relevant parameters in external environment and transmit the information to the electronic control unit.Electronic control unit check the information and sends the corresponding control issues to the actuator.(Mechatronics System)（P7）

檢測傳感器部分包括各類傳感器、信號檢測電路，它的功能是檢測機(jī)電系統(tǒng)自身工作的工程，在外部環(huán)境下的相關(guān)參數(shù)的改變，將其信息傳給電子控制單元。電子控制單元通過檢查信息，送出相應(yīng)的指令到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

6.Electronic control unit, also known as ECU, is the core of mechatronic systems, responsible for the external commands and the signals output by sensors.It centralizes stores, computes and analyzes the information.Based on the results of information processing,instruction are issued according to a certain extent and pace to control the destination for the entire system.(Mechatronics System)（P7）

電子控制單元，也被稱為控制單元（ECU）控制，是機(jī)電系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)外部命令和傳感器的信號輸出。它集中、存儲、計(jì)算并分析信息?；谛畔⑻幚淼慕Y(jié)果，按照一定的范圍和步調(diào)發(fā)出命令來實(shí)現(xiàn)控制整個系統(tǒng)的目標(biāo)。

7.It is put into a fairly standard machine tool that has had position sensing and motors on the control knobs installed.This is basically just a robot machinist.You use a rotating cutting tool to cut away all the metal that isn’t your crank.3D metal etch-a-sketch, with the computer interpolating, so the circles come out to be pretty smooth.(CNC Machining)（P9）

將數(shù)控系統(tǒng)裝入一個非常標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)床，它在控制手柄上有位置感應(yīng)和馬達(dá)。這基本上是一個機(jī)械師。你能使用一個旋轉(zhuǎn)切削刀具切掉不是你設(shè)計(jì)的所有金屬。具有計(jì)算內(nèi)插的三維金屬蝕刻成型可以使得圓被加工得更光滑。

8.They(CNC machine)are complicated machines, full of servomechanisms, and measuring technology that can measure to 0.005mm(0.0001”)while covered in oil.A CNC machine has a minimum of 6 motors(including some to change tools, and one or more to pump oil and coolant various places).This translates to running costs that may be well over $1/minute.(The computer is not a significant part of the cost any more.)(CNC Machining)（P10）

數(shù)控機(jī)床是復(fù)雜的機(jī)器，具有伺服機(jī)構(gòu)和檢測技術(shù)，它能在覆蓋油膜狀態(tài)下檢測到0.005mm。數(shù)控機(jī)床至少有 6個馬達(dá)（包括一些用來換刀具，一個或多個用來泵油和冷卻液的各地方）。這些化成運(yùn)行成本可能大大超過1美元/分鐘。（電腦不再是成本的一個重要部分.）

9.The smaller, denser chips can also provide speed benefits, because in high-speed devices, the length of time it takes a signal to travel a given distance can become a factor.(Integrated Circuit(IC))（P57）

小而密的芯片能提供速度優(yōu)勢，因?yàn)楦咚傺b置中，信號傳輸給定距離所需時間長度是一個因素。

10．ICs have consistently migrated to smaller feature sizes over the years, allowing more circuitry to be packed on each chip.This increased capacity per unit area can be used to decrease cost and/or increase functionality-see Moore’s law which, in its modern interpretation, states that the number of transistors in an integrated circuit doubles every two years。（P58）

多年來集成電路持續(xù)向更小的外觀尺寸發(fā)展，允許每個芯片封裝更多的電路，這增加了單位面積的容量，可以被用于降低成本和/或增加功能。由Moore法則，用現(xiàn)代的解釋來說，集成電路中晶體管的數(shù)量每兩年漲一倍。

11.In general, as the feature size shrinks, almost everything improves the cost per unit and the switching power consumption goes down, and the speed goes up.However, ICs with nanometer-scale devices are not without their problems, principal among which is leakage current, although these problems are not insurmountable and will likely be solved or at least ameliorated by the introduction of high-k dielectrics.(Integrated Circuit(IC))（P58）一般隨著外觀尺寸的減小，幾乎任何物品的單位成本會改善（降低），轉(zhuǎn)換能源消耗會降低，速度提高。然而，納米級設(shè)備所用的 IC 芯片不是沒有問題，其中最基本的是漏電流，盡管這些問題不是不可克服的，它可被解決，或至少可通過引入高k值絕緣體被改善。

12.The major fabricating steps for integrated circuits include film formation, impurity doping, photolithography, etching, and packaging.（P58）

集成電路的主要的制造步驟包括薄膜形成、摻雜雜質(zhì)、微影技術(shù)、蝕刻、包裝。

13.Factory assembly line machinery is activated and monitored by a single PLC, where in the past hundreds of timers and relays would have been required to do the task.The machine or system user rarely, if ever, interacts directly with the PLC’s program.When it is necessary to either edit or create the PLC program, a personal computer is usually(but not always)connected to it.(What is a PLC?)（P61）

工廠的裝配線機(jī)械用一個 PLC 就能操縱和監(jiān)控，過去需要數(shù)百的計(jì)時器和繼電器才能完成這項(xiàng)工作。這臺機(jī)器或系統(tǒng)用戶，如果有的話，很少直接與 PLC 的程序交互。當(dāng)有必要編輯或創(chuàng)建PLC程序時僅需將個人計(jì)算機(jī)（但不總是）連到 PLC 上。

14.The processes of sequencing control and interlock logic needed for automobile manufacturing was a time consuming and arduous task, which required manual updating of relays, timers and dedicated closed-loop controllers.When a new year’s model was coming off the drawing board, skilled electricians were called on to reset the production line.(What is a PLC?)（P61）汽車制造所需的時序控制、互鎖邏輯的處理是一項(xiàng)耗時、費(fèi)勁的工作，它需要手工更新繼電器、計(jì)時器和特定的閉環(huán)控制器。當(dāng)一個新模型脫離制圖板，熟練的電工被要求從裝生產(chǎn)線。

15.PLCs, in essence, monitor external sensory activity from additional devices.They take in the data which reports on a wide variety of activity, such as machine performance, energy output, and process impediment.They also control attached motor starters, pilot lights, values and many other devices.Both functions respond to a custom, user-created program.(What is a PLC?)（P62）

PLC，本質(zhì)上是監(jiān)控附加裝置的外部傳感活動，他們接受數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)提供廣泛的活動，如機(jī)器性能、能量輸出和加工障礙。它們也控制相連的馬達(dá)啟動器、導(dǎo)航燈、閥門和許多其他裝置。所有的功能都對應(yīng)一個慣例，實(shí)用程序。

16.They(PLCs)are designed for real-time use, and often must withstand harsh environments on the shop floor.The programmable logic controller circuitry monitors the status of multiple sensor input, which control output actuators, which may be things like motor starters, solenoid, lights and displays, or valves.(What is a PLC?)（P62）

PLC 被設(shè)計(jì)為實(shí)時應(yīng)用，常常必須經(jīng)受車間惡劣環(huán)境。PLC的電路檢測很多傳感器輸入的狀態(tài)，控制輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如馬達(dá)啟動器、螺線管、燈、顯示屏和閥門。

17.Ladder logic is essentially a Boolean logic-solving program with a graphical user interface designed to look like an elementary wiring diagram, familiar to all industrial electricians.(What is a PLC?)（P62）

梯形邏輯本質(zhì)是一個具有圖形用戶界面的布爾邏輯處理程序，設(shè)計(jì)成一個所有的工業(yè)電氣師都熟悉的基本電氣線圖。

18.PID can be described as a set of rules with which precise regulation of a closed-loop control system is obtained.Closed loop control means a method in which a real-time measurement of the process being controlled is constantly fed back to the controlling device to ensure that the value which is desired is, in fact, being realized.(What is PID Control)（P63）

PID可以用一組規(guī)則描述，通過這組規(guī)則可獲得閉環(huán)控制系統(tǒng)的精密調(diào)控。閉環(huán)控制是一種方法，用這種方法可將被控過程的實(shí)時檢測持續(xù)地反饋給控制設(shè)備以確保期望值被實(shí)現(xiàn)。

19.The most important of these(PIDs), Proportional Control, determines the magnitude of the difference between the SETPOINT and the PROCESS VARIABLE(known as ERROR), and then applies appropriate proportional changes to the CONTROL VARIABLE to eliminate ERROR.(What is PID Control)（P63）

PID中最重要的是比例控制，它決定了設(shè)定值和過程變量間的差值，然后對控制變量使用合適的比例變量以消除誤差。

20.Shafting is the machine element that supports a roller and wheel so that they can perform their basic functions of rotation.Shafting, made from round metal bars of various lengths and machined to dimension the surface, is used in a great variety of shapes and applications.Because shafts carry loads and transmit power, they are subject to the stresses and strains of operating machine parts.Standardized procedures have been evolved for determining the material characteristics and size requirements for safe and economical construction and operation.(Shafting)（P67）

軸是能支撐滾子和輪子以完成最基本的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)械元件。軸，由各類長度的圓形金屬棒料制成，被加工成各類的表面尺寸，以各種形狀用于各種用途。軸因?yàn)槌休d和傳動必經(jīng)受在工作的機(jī)器零件的應(yīng)力和應(yīng)變。已演化出的標(biāo)準(zhǔn)流程確定安全經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)操作所需的材料特性和尺寸要求。

21.Particularly in solid shafting, the shaft is stepped to allow greater strength in the middle portion with minimum diameter on the ends at the bearings.The steps allow shoulders for positioning the various parts pressed onto the shaft during the rotor assembly.(Shafting)（P67）特別是實(shí)心軸，階梯軸允許中部有更大的強(qiáng)度，端部軸承處直徑最小。階梯允許軸肩在轉(zhuǎn)子裝置期間，通過靠在軸上來定位各類零件。

22.One or more pieces of shafting joined by couplings is used to transmit power from, for example, an engine to a remotely located machine.A single engine can drive many lines of shafting, which, in turn, connect in multiple fashions to process equipment machines.Belts operate on pulleys to transmit the torque from one line to another and from the shafting to the machines.Clutches and couplings control the transfer of power from the shafting.The delivery of power to the machines in a shop has generally been converted from line shafting to individual electric motor drives for each machine.Thus, in a modern processing plant, line shafting is obsolete.（P68）

一個或多個傳動軸件，由聯(lián)軸節(jié)接合，用來傳送能量形式，例如，一個引擎到遠(yuǎn)程機(jī)器。一個單一的引擎可以驅(qū)動許多軸系，反過來，以多種形式連接到加工設(shè)備機(jī)器。皮帶在滑輪上運(yùn)行，從一個軸系向另一個軸系傳遞扭矩，并從軸系傳遞給機(jī)器。離合器和聯(lián)軸器控制來自軸系的動力傳遞。

把動力傳遞給車間里的機(jī)器一般已從用傳動軸系變成了用獨(dú)立的電動馬達(dá)驅(qū)動每臺機(jī)器。因此，在一個現(xiàn)代化的加工廠里，傳動軸系已過時。

23.Differing widely in viscosity, specific gravity, vapor pressure, boiling point, and other properties, lubricants also offer a wide range of selection for the increasingly varied needs of modern industry.But whatever their derivation or properties, the purpose of lubricants is to replace dry friction with either thin-film or fluid-film friction, depending on the load, speed, or intermittent action of the moving parts.Thin-film lubrication, in which there is some contact between the moving parts, usually is specified where heavy loads are a factor.(Lubrication)（P76）

潤滑劑在粘度、比重、蒸汽壓、沸點(diǎn)和其他特性廣泛不同，潤滑劑為現(xiàn)代工業(yè)的漸長的各種需求提供廣泛的選擇。但無論它們的來源和特性是什么，潤滑劑的目的是按移動部件的載荷、速度或間歇運(yùn)動，用薄膜或流體膜摩擦取代干摩擦。薄膜潤滑是指移動部件之間有部分接觸，通常特指的重載荷是一個影響因素。

24.To keep the parts separated, it is necessary that the pressure within the lubricating film balances the load on the sliding surfaces.If the lubricating film’s pressure is supplied by an external source, the system is said to be lubricated hydrostatically.If the pressure between the surface is generated as a result of the shape and motion of the surfaces themselves, however, the system is hydrodynamically lubricated.This second type of lubrication depends upon the viscous properties of the lubricants.(Lubrication)（P77）

要保證零件相互分離，必須是潤滑油膜內(nèi)的壓力與滑動表面的載荷平衡。如果潤滑油膜的壓力是由外部源提供，則系統(tǒng)被稱為流體靜壓潤滑。如果表面之間的壓力是由表面形狀和表面運(yùn)動而形成的結(jié)果，然而這系統(tǒng)被稱為流體動壓潤滑。第二種潤滑方法取決于潤滑劑的粘性。

25.A condition that lies between unlubricated sliding and fluid-film lubrication is referred to as boundary lubrication, also defined as that condition of lubrication in which the friction between surfaces is determined by the properties of the surfaces and properties of the lubricant other than viscosity.Boundary lubrication encompasses a significant portion of lubrication phenomena and commonly occurs during the starting and stopping of machines.(Lubrication)（P77）潤滑狀態(tài)介于干摩擦與油膜潤滑之間的被稱為邊界潤滑，其潤滑狀態(tài)也被定義為表面之間的的摩擦是由表面的特性、潤滑油粘度之外的其它特性所決定的。邊界潤滑在潤滑現(xiàn)象中占據(jù)相當(dāng)大的比重，并且通常發(fā)生在機(jī)器啟動和制動階段。

26.Shops often overlook vibration issues when installing machine tools or equipment.However, planning for vibration control, optimally before constructing a new facility or during redesign of an existing one, can save shops a lot of money in the long run.That’s because isolating machines and processes from unwanted vibration reduces future problems such as bad part-surface finished, parts out of tolerance, and even physiological damage to shop personnel.(Isolating Unwanted Vibration)（P93）

車間常在安裝機(jī)床或設(shè)備時忽視震動問題。然而，最好在構(gòu)造一個新設(shè)施或從新在設(shè)計(jì)一個現(xiàn)有的設(shè)施之前理想規(guī)劃震動控制，這可從長遠(yuǎn)利益上為車間節(jié)省許多費(fèi)用。這因?yàn)閷C(jī)器和加工從有害震動中隔離可減少未來的問題，如避免低的零件表面精度，零件超公差，甚至工作人員的生理損害。

27.Some equipment manufacturers provide allowable-vibration specifications for their machines, but most don’t, which makes choosing an isolator system difficult.The key is knowing the amplitudes of vibration frequencies that harm machinery.Fabreeka reports this is where savvy companies call in a consultant or company specializing in vibration protection.(Isolating Unwanted Vibration)（P95）

部分設(shè)備制造商給機(jī)器提供震動許用指標(biāo)，但多數(shù)不提供，這使得選擇隔離系統(tǒng)困難，關(guān)鍵是了解損害機(jī)械的震動頻率的幅值。Fabreeka報(bào)告說聰明點(diǎn)的公司聘請了專業(yè)做震動防護(hù)的顧問或公司。

28.Such specialists measure vibration with highly accurate instrumentation such as real-time signal analyzers.These devices capture raw data, without bias, for post-processing and quantify amplitude and frequency of vibration.With this data, the specialist recommends the best isolation solution.Engineers then conduct acceptance test measurements after installation to verify amplitudes and the resultant transmitted vibration.(Isolating Unwanted Vibration)（P95）這類專家用高精準(zhǔn)設(shè)備檢測震動，如實(shí)時信號分析儀。這些設(shè)備不是真地捕獲原始數(shù)據(jù)，為了后處理和量化震動的頻率和幅值。用這些數(shù)據(jù)，專家推薦最佳的隔離方案。工程師再在安裝后進(jìn)行驗(yàn)收測試測量，驗(yàn)證幅值和由此產(chǎn)生的傳送震動。

29.The tooling and grippers are not part of the robotic system itself;rather, they are attachments that fit on the end of the robot’s arm.These attachments connected to the end of the robot’s arm allow the robot lift parts, spot-weld, paint, arc-weld, drill, beburr, and do a variety of tasks, depending on what is required of the robot.(P135)工具及夾爪并非歸屬于機(jī)器人系統(tǒng)的本身部分，而它們是裝在機(jī)器人手臂端部的附件。這些與機(jī)器人手臂端部相連接的附件，能使機(jī)器人提起零件、點(diǎn)焊、噴漆、弧焊、鉆孔、去毛刺，還可以根據(jù)所提要求執(zhí)行各種類型的任務(wù)。

30.The robotic system can also control the work cell of the operating robot.The work cell of the robot is the total environment in which the robot must perform its task.Included within this cell may be the controller, the robot manipulator, a working table, safety features, or a conveyor.All the equipment that is required in order for the robot to do its job is included in the work cell.In addition, signals form outside devices can communicate with the robot in order to tell the robot when it should assemble parts, pick up parts, or unload parts to a conveyor.(Robot)（P135）機(jī)器人系統(tǒng)也能控制操作機(jī)器人的工作單元。機(jī)器人的工作單元是機(jī)器人須執(zhí)行其任務(wù)的總環(huán)境。在這個單元內(nèi)包含有控制器、機(jī)械手、工作臺、安裝裝置或傳送帶。為機(jī)器人完成該工作所需的所有設(shè)備被包括在該單元內(nèi)。另外，外部設(shè)備的控制信號可和機(jī)器人通信，告知機(jī)器人何時應(yīng)當(dāng)裝配零件、拿起零件或卸載零件到傳送帶。

31.At the end of the arm, a wrist is connected.The wrist is made up of addition axes and a wrist flange.The wrist flange allows the robot user to connect different tooling to the wrist for different jobs.（P136）

在手臂的端部連接著一個手腕。該手腕由附加軸及手腕法蘭組成。該手腕法蘭允許機(jī)器人用戶根據(jù)不同的工作在手腕連接不同的工具。

第五篇：機(jī)械工程專業(yè)英語原文翻譯 哈工版

2、應(yīng)力和應(yīng)變

在任何工程結(jié)構(gòu)中獨(dú)立的部件或構(gòu)件將承受來自于部件的使用狀況或工作的外部環(huán)境的外力作用。如果組件就處于平衡狀態(tài),由此而來的各種外力將會為零,但盡管如此,它們共同作用部件的載荷易于使部件變形同時在材料里面產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)力。

有很多不同負(fù)載可以應(yīng)用于構(gòu)件的方式。負(fù)荷根據(jù)相應(yīng)時間的不同可分為:(a)靜態(tài)負(fù)荷是一種在相對較短的時間內(nèi)逐步達(dá)到平衡的應(yīng)用載荷。

(b)持續(xù)負(fù)載是一種在很長一段時間為一個常數(shù)的載荷, 例如結(jié)構(gòu)的重量。這種類型的載荷以相同的方式作為一個靜態(tài)負(fù)荷;然而,對一些材料與溫度和壓力的條件下,短時間的載荷和長時間的載荷抵抗失效的能力可能是不同的。

(c)沖擊載荷是一種快速載荷(一種能量載荷)。振動通常導(dǎo)致一個沖擊載荷, 一般平衡是不能建立的直到通過自然的阻尼力的作用使振動停止的時候。(d)重復(fù)載荷是一種被應(yīng)用和去除千萬次的載荷。

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

上面已經(jīng)提到，作用于物體的外力與在材料里面產(chǎn)生的相應(yīng)內(nèi)力平衡。因此,如果一個桿受到一個均勻的拉伸和壓縮，也就是說, 一個力,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個均勻的正常應(yīng)力,應(yīng)力被定義為 應(yīng)力==負(fù)載 P /壓力 A, 因此根據(jù)載荷的性質(zhì)應(yīng)力是可以壓縮或拉伸的,并被度量為牛頓每平方米或它的倍數(shù)。如果一個桿受到軸向載荷，即是應(yīng)力，那么桿的長度會改變。如果桿的初始長度L和改變量△L已知，產(chǎn)生的應(yīng)力定義如下: 應(yīng)力==改變長△L /初始長 L 因此應(yīng)力是一個測量材料變形和無量綱的物理量 ,即它沒有單位;它只是兩個相同單位的物理量的比值。

一般來說,在實(shí)踐中,在荷載作用下材料的延伸是非常小的, 測量的應(yīng)力以*10-6的形式是方便的, 即微應(yīng)變, 使用的符號也相應(yīng)成為ue。

從某種意義上說，拉伸應(yīng)力與應(yīng)變被認(rèn)為是正的。壓縮應(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，如果材料回復(fù)到初始的，無負(fù)載時的尺寸時，我們就說它是具有彈性的。一特定形式的適用于大范圍的工程材料至少工程材料受載荷的大部分的彈性, 產(chǎn)生正比于負(fù)載的變形。由于載荷正比于載荷所產(chǎn)生的壓力并且變形正比于應(yīng)變, 這也說明,當(dāng)材料是彈性的時候, 應(yīng)力與應(yīng)變成正比。因此胡克定律陳述, 應(yīng)力正比于應(yīng)變。這定律服從于大部分鐵合金在特定的范圍內(nèi), 甚至以其合理的準(zhǔn)確性可以假定適用于其他工程材料比如混凝土，木材，非鐵合金。

當(dāng)一個材料是彈性的時候，當(dāng)載荷消除之后，任何負(fù)載所產(chǎn)生的變形可以完全恢復(fù),沒有永久的變形。

材料的彈性范圍即是適用于胡克定律的范圍，已經(jīng)表明, 應(yīng)力/應(yīng)變==常數(shù)

常數(shù)被賦予符號E，被稱為彈性模量或楊氏模量。因此 E =應(yīng)力/應(yīng)變

楊氏模量E一般認(rèn)為在拉伸和壓縮里是一樣的，大多數(shù)工程材料有一個高的數(shù)值。典型的，鋼的E = 200 * 109 N / m2,所以它將被觀察到,Eq.應(yīng)變通常是非常小的。在最常見的工程應(yīng)用中應(yīng)變很少會超過0、1%。對任何材料，楊氏模量的實(shí)用價值,通常是提供了一個標(biāo)準(zhǔn)的材料測試標(biāo)本。

4、工程機(jī)械概述

正如我們環(huán)顧四周，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)知道，有些事情是比別人做得更好，他們?nèi)ツ旮L，成本更低，更安靜，看起來更好，或者更容易使用。理想的情況，但是，每個這樣的項(xiàng)目已按設(shè)計(jì)一些“功能要求，”由設(shè)計(jì)者認(rèn)為，也就是說，它的設(shè)計(jì)，以回答這個問題，“究竟是什么職能應(yīng)是執(zhí)行？在工程世界”，頻繁的主要功能是如此的支持，由于一些裝載重量，慣性，壓力式，從我們家中的光束，飛機(jī)的一個機(jī)翼等，必須對產(chǎn)品的材料，尺寸適當(dāng)?shù)娜诤?，和緊固件生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，將執(zhí)行一個較合理的成本合理的一生中其職能可靠。在實(shí)踐中，工程力學(xué)方法用于在兩個完全不同的方式：

1.任何新設(shè)備的發(fā)展需要一個互動，形式，尺寸，材料，載荷，耐久性，安全性和cost.2.迭代審議。當(dāng)一個設(shè)備出現(xiàn)故障，往往是要進(jìn)行一項(xiàng)研究，以查明故障原因，并找出潛在的糾正措施。我們最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)往往演變的薄弱環(huán)節(jié)，通過逐步消除。

對許多工程師，上述過程都可以被證明是絕對精彩和愉快的，更不用提有利可圖。在任何“真正”的問題從來就沒有足夠好的，有用的信息，我們很少知道實(shí)際的載荷和精確操作的任何條件，準(zhǔn)確的分析很少。雖然我們可以精確的數(shù)學(xué)，綜合分析，一般只是近似，不同技能的人可以得到不同的解決方案。在工程力學(xué)研究中，大多數(shù)問題都將得到充分的“理想化”允許獨(dú)特的解決方案，但應(yīng)該清楚，“現(xiàn)實(shí)世界”遠(yuǎn)不如理想，而且你通常會在命令必須執(zhí)行一些理想化獲得一個解決方案。

在技術(shù)領(lǐng)域中，我們將考慮的是通常稱為“靜”與“材料力學(xué)”，“靜”指的是對固定設(shè)備作用力學(xué)風(fēng)和“材料力學(xué)”指的是這些部隊(duì)在結(jié)構(gòu)上的影響。

盡管許多設(shè)備都沒有，事實(shí)上，靜態(tài)的，這里開發(fā)的方法是完全適用于動態(tài)的情況如果與動態(tài)相關(guān)聯(lián)的額外負(fù)荷，考慮。每當(dāng)動態(tài)勢力相對較小的靜態(tài)負(fù)荷，系統(tǒng)通常被認(rèn)為是靜態(tài)的。

在工程力學(xué)，我們贊賞逼近了在任何類型的固有的各種現(xiàn)實(shí)問題： 首先，我們將要討論的事情，這是在“均衡”，即沒有加速。但是，如果我們仔細(xì)觀察的話，一切都正在加速。我們會考慮很多構(gòu)件是“失重”，但是他們從來沒有的。我們將按照部隊(duì)的這種行為在一個“點(diǎn)”，但所有力量在一個區(qū)域的行為。我們會考慮的某些部分“剛性”，但所有機(jī)構(gòu)將在負(fù)荷下變形。

我們會作出這樣的假設(shè)顯然是錯誤的。但是，這些假設(shè)應(yīng)始終呈現(xiàn)的問題更容易，更容易處理。你會發(fā)現(xiàn)，他們的目標(biāo)是使盡可能多的簡化假設(shè)沒有嚴(yán)重退化的結(jié)果。

一般來說，沒有明確的方法來確定如何徹底，或如何精確地說，對待一個問題：如果我們的分析過于簡單，我們可能無法獲得相關(guān)的答案，如果我們的分析過于詳細(xì)，我們可能無法獲得任何答案。它通常是最好先從相對簡單的分析，然后添加更多的細(xì)節(jié)，因?yàn)樾枰玫綄?shí)際的解決辦法。

在過去的二十年來，一直在為解決以往無法解決的問題，進(jìn)行電腦化方法的途徑巨大增長，因?yàn)樗璧臅r間來解決這些問題將被禁止。在同一時間內(nèi)，計(jì)算機(jī)能力和使用成本下降了幾個數(shù)量級。我們正經(jīng)歷一個“個人電腦”校園涌入，在家里，和商業(yè)活動中。

6、軸的設(shè)計(jì)

軸是一個旋轉(zhuǎn)或者說是固定的構(gòu)件,通常是圓形截面,軸上安裝有齒輪、滑輪、飛輪和其他能量傳遞構(gòu)件。如果一個軸上裝有幾個齒輪或者滑輪，軸的不同部分將受到不同的扭矩，因?yàn)榭偰芰吭谳S的不同的點(diǎn)逐漸損失。因此，必須要標(biāo)注出軸的各個部分承受的扭矩。然后研究彎矩的分布,最好畫出剪力和彎矩的草圖。(徒手畫也行)

就使用方面來說，軸通常是一種旋轉(zhuǎn)構(gòu)件用來傳遞能量。尤其在過去的使用中,是一個固定軸帶動旋轉(zhuǎn)的車輪，滑輪等等。然而,一般用法的話是不區(qū)分軸是否旋轉(zhuǎn)的。另一方面,在一個駕馬車的時代里,我們所說的軸就是汽車上的車軸。總軸或主軸,首先有一個力推動,能量被從皮帶或鏈條上傳遞下來?！Ш玩湕l通常是沿著軸的方向排著。放在主軸和發(fā)動機(jī)之間的軸通常被稱為傳動軸。機(jī)器中較短的軸通常被稱為梭。

從這個初步檢查,在機(jī)械學(xué)中有這樣一個問題,我們標(biāo)示出擾度最大和扭矩最大的截面。如果這些最大值發(fā)生在同一截面,那么那段截面所需要的直徑也就確定了,當(dāng)整根軸需要同樣直徑那么就取最大值。如果最大值不發(fā)生在同一區(qū)段,那么比較兩個最值處所確定的直徑大小，取較大的作為軸的直徑。軸的直徑在各個截面通常不同,有時因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的原因。在這種情況下,就要檢查應(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,并且要注意孔，鍵槽和其他的應(yīng)力突變。

中空的軸有時候也很有用處，盡管它們比實(shí)心的要貴。它們有自身的優(yōu)點(diǎn)，相比較之下它們強(qiáng)度更大。因?yàn)橥獠坷w維在抵抗應(yīng)力方面更有效，同時在熱處理上反映更好因?yàn)橥瑫r在內(nèi)外表面淬火。所以所謂的空心軸也偶爾有需要，但是它們的邊緣通常是做成大傾角的，為了去除銳邊，這方面存在缺陷。

偏差在軸的設(shè)計(jì)中有重要的意義，標(biāo)準(zhǔn)的扭矩偏差從機(jī)械軸的每米0.25度到傳動軸的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個特殊的問題，當(dāng)施加一個突然地沖擊，例如汽車上的曲軸。這個沖擊產(chǎn)生了一個扭轉(zhuǎn)振動，通常是由汽車上的扭振阻尼器抵消的。

準(zhǔn)許的偏差的數(shù)值很少，可能是因?yàn)閿?shù)值的范圍大并且每種情況都有其獨(dú)特性，按照經(jīng)驗(yàn)來說對于一個傳動軸的偏差不允許超過0.0005L。L表示支撐端面之間的距離。盡管需要更高的剛度。最理想的情況是，在傳動軸上，把齒輪，滑輪安裝在軸承附近以便減小力矩。如果厚膜潤滑應(yīng)用在軸承上,軸承的寬度偏差應(yīng)只是一小部分的油膜厚度;如果斜度過多,軸頸上會出現(xiàn)咬合。一個調(diào)心軸承可以消除這種麻煩如果偏差可以接受。

在機(jī)械工具方面，剛度是一個需要特殊考慮的問題,因?yàn)樗P(guān)系到精度。如果一個軸支持一個齒輪需要比它攜帶v型滑輪更多的考慮偏差。

質(zhì)心是對稱的和旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)并不一致。這是因?yàn)閍從一個實(shí)際的觀點(diǎn)出發(fā)是不可能使質(zhì)量分布均勻使質(zhì)心和幾何中心重合b軸,在荷載作用下,使身體轉(zhuǎn)動,而移動的質(zhì)心離開真正的軸,經(jīng)過軸承的中心線。旋轉(zhuǎn)先從幾何軸線開始,但在一些速度下，質(zhì)心便宜的離心力將和偏軸力相等,軸和與它相接觸的部分會劇烈震動，因?yàn)殡x心力變更了軸旋轉(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)行平衡再次達(dá)到，那是的旋轉(zhuǎn)中心是質(zhì)心（因?yàn)槠胶饬穗x心力）。高速渦輪機(jī)經(jīng)常操作臨界轉(zhuǎn)速以上。額外的臨界速度,高于先前,成功的獲得,但相應(yīng)的振動的振幅逐漸減少。

許多軸有三個或更多的軸承支撐,這意味著這個問題是靜不定。材料強(qiáng)度的資料上給出了求解方法。設(shè)計(jì)覺得一個問題應(yīng)該同時考慮經(jīng)濟(jì)問題。舉例來說,如果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)的制造成本可能更低--給予力矩的設(shè)計(jì)，一個略粗的軸的額外費(fèi)可能比一份精心的設(shè)計(jì)分析要低。

8、帶傳動和鏈傳動

除了齒輪、皮帶、鏈?zhǔn)菑V泛應(yīng)用。皮帶、鏈代表主要類型的柔性傳動構(gòu)件。Fig.8.1顯示這些構(gòu)件和齒輪減速器結(jié)合一個典型的工業(yè)應(yīng)用。在這個應(yīng)用程序說明了皮帶,齒輪傳動,鏈都是可以用來使之達(dá)到最佳效果。

轉(zhuǎn)缸式發(fā)動機(jī)是由電力馬達(dá)發(fā)展而來的,但是馬達(dá)通常運(yùn)轉(zhuǎn)在很高的速度而傳出的扭矩又太低和最終傳動的應(yīng)用不匹配。對于一個給定的能量傳遞,扭矩值增加和轉(zhuǎn)速的降低是成比例的。

所以有些減速技術(shù)往往是可取的。一般來說,皮帶傳動應(yīng)用在轉(zhuǎn)速相對比較高的場合,一級減速是從電動機(jī)或馬達(dá)上直接的減速。一個較小的驅(qū)動滑輪連接到馬達(dá)軸,而大直徑滑輪被連接到一個平行軸上同時具有較低的速度。帶傳動的驅(qū)動滑輪也被稱為滑輪。帶傳動的線性速度通常是10-30m/s,也導(dǎo)致了作用在皮帶上的拉力相對較小。

這是四個主要帶傳動類型:平坦的、圓的、V、同步。平帶輪可以用于中心距離較長的帶滑輪驅(qū)動之間。另一方面,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發(fā)生滑動，滑輪是用鑄鐵或鋼制成的。

V型帶傳動一種被廣泛使用的類型的帶,尤其是在工業(yè)傳動和車輛應(yīng)用上。V型傳動將皮帶緊緊嵌到滑輪槽內(nèi)，增加了摩擦力并且允許傳送更大的扭矩在滑動發(fā)生之前。平皮帶驅(qū)動產(chǎn)生很噪音小、并且從系統(tǒng)中吸收更多的振動比起v型或其他傳動。一個平皮帶傳動效率約為98%,這是幾乎和齒輪傳動一樣。然而,V型傳動的效率驅(qū)動在70%至96%之間變化。

一個同步帶,有時被稱為定時皮帶,在內(nèi)部圓周表面安有齒型。一個同步帶不會打滑,從而以一種恒定的角速度比例。

然而,如果非常大的比例降低速度在傳動上需求,齒輪減速機(jī)是很好的,因?yàn)樗麄兡茉谙鄬π〉目臻g內(nèi)完成大幅度減速。齒輪減速的終端軸通常是高扭矩并且低速的。如果對速度和轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用都有需求。它可以直接耦合到驅(qū)動的機(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)動成為可取的。高扭矩會引起高拉伸力促使開發(fā)了鏈條。鏈條傳動的構(gòu)件通常是用金屬制造的,能夠承受較大的力。當(dāng)在旋轉(zhuǎn)地軸之間傳輸能量的時候，鏈條由齒嚙合，它提供了積極的沒有滑動傳動。Fig.8.3顯示了典型的鏈條傳動。

鏈條結(jié)合了齒輪和皮帶傳動的一些有利特點(diǎn)。鏈條驅(qū)動提供幾乎所有的速比。他們相比于齒輪傳動的主要優(yōu)勢是可以用于任意中心的距離。比起帶傳動,鏈條傳動的優(yōu)勢鏈提供積極傳動,因此具有更大傳遞能量的能力。

最常見的鏈?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。對于其不同的應(yīng)用,最熟悉的是在自行車?yán)锏膫鲃渔湕l。通常一個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。、Physical Properties of Materials（陳鵬文翻譯，有錯包含?。?/p>

One of the important considerations in material selection is their physical properties(that is, density, melting point, specific heat, thermal conductivity, thermal expansion, and corrosion resistance).（在材料選擇中重要考慮因素之一是它們的物理性質(zhì)（如：密度，熔點(diǎn)，比熱容，熱傳導(dǎo)性，熱膨脹和耐腐蝕性）。）Physical properties can have several important influences on manufacturing and the service life of components.（物理性質(zhì)能對生產(chǎn)和零部件工作壽命有一些重要影響。）For example, high-speed machine tools require lightweight components to reduce inertial forces and, thus, keep machines from excessive vibration.（比如說，高速機(jī)床需要重量輕的部件來減小慣性力由此讓機(jī)床不會產(chǎn)生過高的振動。）

1.Density（密度）

The density of a material is its mass per unit volume.（材料的密度就是單位體積材料的質(zhì)量。）Another term is specific gravity, which expresses a material’s density in relation to that of water, and thus, it has no units.（.另外一個術(shù)語叫做比重，它表示材料相對于水的密度，由此它沒有單位。）Weight saving is important particularly for aircraft and aerospace structures, for automotive bodies and components, and for other products where energy consumption and power limitations are major concerns.（減輕重量是重要考慮的尤其對于航天器，航天結(jié)構(gòu)，汽車零部件和那些能量消耗和功率受限的產(chǎn)品。）

Substitution of materials for the sake of weight saving and economy is a major factor in the design both of advanced equipment and machinery and of consumer products, such as automobiles.（為了減輕重量和經(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)品比如汽車中，材料的代替是一個主要的因素。）

2.Melting Point（熔點(diǎn)）

The melting point of a metal depends on the energy required to separate its atoms.（金屬的熔點(diǎn)決定于分離金屬原子所需的能量。）The melting temperature of a metal alloy can have a wide range(depending on its composition)and is unlike that of a pure metal, which has a definite melting point.（金屬合金的熔解溫度有一個寬的范圍（取決于它的組成物）而且不像純金屬有一個確定的溶解溫度。）The temperature range within which a component or structure is designed to function is an important consideration in the selection of materials.（一個部件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能時，其里面的溫度在此案料選擇中需要重要考慮。）

The melting point of a metal has a number of indirect effects on manufacturing operations.（金屬的熔點(diǎn)在生產(chǎn)過程中有許多間接地影響。）Because the recrystallization temperature of a metal is related to its melting point, operations such as annealing and heat treating and hot working require a knowledge of the melting points of the materials involved.（因?yàn)榻饘俚脑俳Y(jié)晶溫度與熔點(diǎn)相關(guān)，比如在退火，熱處理和熱加工操作中需要知道所涉及材料的熔點(diǎn)。）

3.Specific Heat（比熱容）

A material’s specific heat is the energy required to raise the temperature of a unit mass by one degree.（一種材料的比熱容是單位質(zhì)量材料每升高一度所需要的能量。）Alloying element have a relatively minor effect on the specific heat of metals.（合金元素在金屬比熱容中有一個相對較小的影響。）

The temperature rise in a workpiece resulting from machining operation is a function of the work done and of the specific heat of the workpiece material.（一個工件溫度的上升來源于機(jī)械加工做功和工件材料的比熱容。）Temperature rise in a workpiece, if excessive, can decrease product quality by adversely affecting its surface roughness and dimensional accuracy, can cause excessive tool wear, and can result in undesirable metallurgical changes in the material.（工件溫度的上升，假如溫度過高，將會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，而且會導(dǎo)致材料中不需要的相變。）

4.Thermal Conductivity（熱傳導(dǎo)）

Thermal conductivity indicates the rate at which heat

flows within and through a material.（熱傳導(dǎo)表示熱量通流過材料的速率。）Metals generally have high thermal conductivity, while ceramics and plastics have poor conductivity.（金屬通常有高的熱傳導(dǎo)，然而陶瓷和塑料有差的熱傳導(dǎo)。）

When heat is generated by plastic deformation or due to friction, the heat should be conducted away at a rate high enough to prevent a severe rise in temperature.（在熱量由塑性變形和摩擦引起的時，熱量應(yīng)該以足夠高的速度傳遞開以防止溫度過快升高。）The main difficulty experienced in machining titanium, for example, is caused by its very low thermal conductivity.（在金屬鈦中主要的問題是由于它的差的熱傳導(dǎo)。）Low thermal conductivity can also result in high thermal gradients and, in this way, cause inhomogeneous deformation of workpieces in metalworking processes.（差的熱傳導(dǎo)也能導(dǎo)致高的熱梯度，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.Thermal Expansion（熱膨脹）

The thermal expansion of materials can have several significant effects, particularly the relative expansion or contraction of different materials in assemblies such as moving parts in machinery that require certain clearances for proper functioning.（材料的熱捧場有一些有益的影響，尤其是在裝配中不同材料的熱脹冷縮比如機(jī)械中得活動件需要特定的空隙來完成特定的功能。）

Shrink fits utilize thermal expansion and contraction.（過盈配合應(yīng)用了熱脹冷縮。）For example, a part, such as a flange, is to be installed over a shaft.（比如，一個零件如法蘭，要安裝穿過一根軸。）It first is heated and then slipped over a shaft which is at room temperature.（首先將其加熱，然后裝進(jìn)室溫下的軸。）When allowed to cool, the part shrinks and the assembly effectively becomes an integral component.（當(dāng)冷卻時，零件收縮而且這個實(shí)際裝配體變成了一個整體部件。）

6.Corrosion Resistance（耐腐蝕性）

Metals, ceramics, and plastics all are subject to forms of corrosion.（金屬，陶瓷和塑料都受到腐蝕。）The word corrosion itself usually refers to the deterioration of metals and ceramics, while similar phenomena in plastics generally are called degradation.（腐蝕這個詞本身指的是金屬和陶瓷的退化，然而在塑料中類似的現(xiàn)象叫做降解。）Corrosion leads not only to surface deterioration of components and structures but also reduces their strength and structural integrity.（腐蝕不僅導(dǎo)致部件和結(jié)構(gòu)平面的破壞而且減小了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和完整性。）

Corrosion resistance is an important aspect of material selection for applications in the chemical, food, and petroleum industries, as well as in manufacturing operations.（耐腐蝕性在化學(xué)，食物和石油工業(yè)材料選擇中是一個重要方面，生產(chǎn)制造中也一樣。）In addition to various possible chemical reactions from the elements and compounds present, environmental corrosion of components and structures is a major concern, particularly at elevated temperatures and other transportation vehicles.（另外，多種可能的由元素，化合物，部件結(jié)構(gòu)環(huán)境腐蝕引起的化學(xué)反應(yīng)是主要考慮的，尤其是在高的溫度和其他運(yùn)輸工具上。）

Resistance to corrosion depends on the composition of the material and on the particular environment.（耐腐蝕性取決于材料組成和所處的特殊的環(huán)境。）Corrosive media may be chemicals(acid, alkalis, and salts), the environment(oxygen, moisture, pollution, and acid rain), and water(fresh or salt water).（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）。）Nonferrous metals, stainless steels, and nonmetallic materials generally have high corrosion resistance, Steels and cast irons usually have poor resistance and must be protected by various coatings and surface treatments..（有色

金屬和非金屬材料通常有高的耐腐蝕性，鋼和鑄鐵常有較差的耐腐蝕性而且必須通過各種膜和表面處理來防止腐蝕。）

The usefulness of some level of oxidation is exhibited in the corrosion resistance of aluminum, titanium, and stainless steel.（某種程度的氧化用于鋁，鈦和不銹鋼的耐腐蝕性。）Aluminum develops a thin(a few atomic layers), strong, and adherent hard-oxide film(Al2O3)that better protects the surface from further environmental corrosion.（鋁形成一層?。◣讉€原子層）而強(qiáng)的緊貼的Al2O3膜，它能更好地防止平面被進(jìn)一步地腐蝕。）Titanium develops a film of titanium oxide(TiO2).（鈦形成了一層TiO2膜。）A similar phenomenon occurs in stainless steels, which(because of the chromium present in the alloy)develop a protective film on their surfaces.（不銹鋼應(yīng)用了類似的現(xiàn)象，在它表面形成了一層保護(hù)膜（由于合金中鉻的出現(xiàn)）。）When the protective film is scratched and exposes the metal underneath, a new oxide film begins to form.（當(dāng)保護(hù)膜被刮傷那么下面的金屬暴露出來，一個新的氧化膜開始形成。）Spindle Bearings

(陳鵬文，有錯包含)A machine tool spindle must provide rotational speed, transfer torque and power to the cutting tool, and have reasonable load carrying capacity and life.（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，而且具有一個合理的負(fù)載承受能力和壽命。）The bearing system, one of the most critical components of any high-speed spindle design, must be able to meet these demands or the spindle won’t perform.（軸承系統(tǒng)，是任何高速主軸設(shè)計(jì)中最需要主要考慮的部件之一，它必須能夠滿足這些需要或者是主軸不能實(shí)現(xiàn)的需要。）

High-speed spindle bearing available today include roller, taper roller, and angular contact ball bearings.（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。）Selection criteria depend on the spindle specifications and the speed needed for metalcutting.（選擇標(biāo)準(zhǔn)依靠主軸規(guī)格和金屬切削所需的速度。）

Angular contact bearings are the type most commonly used in very high-speed spindle design.（徑向止推軸承在超高速主軸設(shè)計(jì)中是用得最普遍的。）These bearings provide precision, load carrying capacity, and the speed needed for metalcutting.（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。）Angular contact ball bearings have a number of precision balls fitted into a precision steel race, and provide both axial and radial load carrying capacity when properly preloaded.（徑向止推軸承有許多安裝在精確鋼槽里的精確滾珠，在正確安裝下提供軸向和徑向的負(fù)載承受能力。）

In some cases, tapered roller bearings are used because they offer higher load carrying capacity and greater stiffness than ball bearings.（在某些情況下，錐型滾珠軸承被用是因?yàn)樗芴峁┹^滾珠軸承更大的負(fù)載承受能力和更大的剛度。）However, tapered roller bearings do not allow the high speeds required by many spindles.（然而，錐型滾柱軸承不能保證許多主軸需要的高的速度。）

Angular contact ball bearings are available with a choice of preloading magnitude, typically designated as light, medium, and heavy.（徑向止推滾珠軸承可以選擇預(yù)裝載大小，典型的有輕載型，種載型和重載型。）Light preloaded bearings allow maximum speed and less stiffness.These bearings are often used for very high-speed applications, where cutting loads are light.（輕載型軸承能保證最大速度和較小的剛度。這些軸承通常在超高速，切削力小的的情形下應(yīng)用。）

Heavy preloading allows less speed, but higher stiffness.（重載型軸承可以保證較低速度，較高剛度。）To provide the required load carrying capacity for a metalcutting machine tool spindle, several angular contact ball bearings are used together.（為了給機(jī)床提供金屬切削所需要的負(fù)載承受能力，一些徑向止推滾珠軸承被結(jié)合使用。）In this way, the bearings share the loads, and increase overall spindle stiffness.（用這種方法，軸承分擔(dān)負(fù)載，而且提高了整個主軸的剛度。）

Hybrid ceramic bearings are a recent development in bearing technology that uses ceramic(silicon nitride)material to make precision balls.（混合的陶瓷軸承是在軸承科技中最近發(fā)展起來的，是利用陶瓷（氮化硅）材料制做精確的滾珠。）The ceramic balls, when used in an angular-contact ball bearing, offer distinct advantages over typical bearing-steel balls（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的優(yōu)點(diǎn)。）.Ceramic balls have 60% less mass than steel balls.（陶瓷滾珠質(zhì)量不到鋼珠的60%。）This is significant because as a ball bearing is operating, particularly at high rotational speeds, shape of the ball.（這是有意義的，因?yàn)橐粋€轉(zhuǎn)動的滾珠軸承尤其是在高速旋轉(zhuǎn)中，滾珠的形狀會發(fā)生變化。）This deformation leads to rapid wear and bearing deterioration.（這種變形會導(dǎo)致快速的磨損和軸承的破會。）Ceramic balls, with less mass, will not be affected as much at the same speed.（陶瓷滾珠具有較小的質(zhì)量，在相同速度下陶瓷滾珠受到影響不如鋼珠大。）In fact, the use of ceramic balls allows up to 30% higher speed for a given ball bearing size, without sacrificing bearing life.（事實(shí)上，利用陶瓷滾珠可以保證給定尺寸的滾珠在超過30%速度上工作而不犧牲軸承壽命。）

Due to the nearly perfect roundness of the ceramic balls, hybrid ceramic bearings operate at much lower temperatures than steel ball bearings, which results in longer life for the bearing lubricant.（由于幾近完美圓度的陶瓷滾珠，混合的陶瓷軸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的壽命。）Tests show that spindles utilizing hybrid ceramic bearings exhibit higher rigidity and have higher natural frequencies, making them less sensitive to vibration.（實(shí)驗(yàn)表明主軸利用混合陶瓷軸承體現(xiàn)出更高的剛度個更高的固有頻率，使主軸對振動不那么敏感。）

Bearing lubricant is necessary for angular contact ball bearing to operate properly.（軸承潤滑在徑向止推軸承正確工作中是必要的。）The lubricant provides a microscopic film between the rolling elements to prevent abrasion.（潤滑劑在轉(zhuǎn)動零件間提供了一層微觀模來防止磨損。）In addition, it protects surfaces from corrosion, and protects the contact area from particle contamination.（另外，它還防止平面腐蝕，保護(hù)接觸平面受磨粒影響。）Grease is the most common and most easily applied type of lubricant.（潤滑油脂是在潤滑劑中最普遍最簡單的應(yīng)用方式。）It is injected into the space between the balls and the races, and is permanent.（它被注射到滾珠和滾槽之間的縫隙中，是永久的。）Grease requires minimal maintenance.（潤滑油脂需要最小的維護(hù)。）Generally, high-speed spindles utilizing grease lubrication do not allow replacement of the grease between bearing replacements.（通常情況下，高速主軸應(yīng)用油脂潤滑不能保證潤滑油脂在軸承替換件中的替換。）During a bearing replacement, clean grease is carefully injected into the bearing.（在軸承替換中，情節(jié)的油脂是小心地注射到軸承中。）

Often at high rotational speeds, lubrication with grease is not sufficient.（通常在高轉(zhuǎn)速中，油脂潤滑是不夠的。）Oil is then used as a lubricant, and delivered in a variety of ways.（那么油液就用作為潤滑劑，以多種方式傳遞。）Maintenance of the lubrication system is vital, and must be closely monitored to ensure that proper bearing conditions are maintained.（潤滑維護(hù)系統(tǒng)式非常重要的，而且必須嚴(yán)密檢測來保證維護(hù)中正確的軸承維護(hù)條件。）Also, use of the correct type, quantity, and cleanliness of lubricating oil is critical.另外，正確的用法，用量和潤滑油清潔度也重要。How much life can be expected?（預(yù)測壽命是多長呢？）All bearings will have a useful life, defined as operation time until the bearing specifications are lost, or a complete failure of the bearing occurs.（所有的軸承都將有一個使用壽命，被定義為從工作開始時間到軸承規(guī)格破壞時間或者到軸承完全地實(shí)效。）The most common cause of bearing failure is fatigue, in which the races become rough, leading to heating, and eventual mechanical failure.（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。）Bearing life, in general, is affected by axial and radial bearing loads, vibration levels, lubrication quality and quantity, maximum speed, and average bearing temperature.（通常情況下，軸承的壽命受軸向和徑向的負(fù)載、振動程度、潤滑質(zhì)量、最高速度和平均軸承溫度影響。）From these influences, bearing life can be calculated from standard equations.（由于這些影響，軸承壽命能通過標(biāo)準(zhǔn)方程來計(jì)算。）Today, computer models are often used to forecast bearing life.（現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)模型經(jīng)常用于預(yù)測軸承壽命。）

14、機(jī)構(gòu)的基本概念

一些有關(guān)聯(lián)的部分綜合起來能夠?qū)崿F(xiàn)一定運(yùn)動并能完成有用的工作叫做機(jī)器。一個機(jī)構(gòu)是一個由兩個以上的部分裝配成的機(jī)器的一個組件以實(shí)現(xiàn)一個部件的運(yùn)動帶動其他部分運(yùn)動。運(yùn)動學(xué)是研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動而不涉及施加在機(jī)構(gòu)上的力。動力學(xué)是研究運(yùn)動的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)是微不足道的）。

綜合分析是設(shè)計(jì)產(chǎn)品以滿足一定的性能需求的一個步驟，如果一個產(chǎn)品配置先初步指定，然后檢查產(chǎn)品以確定是否他的性能規(guī)格是否能滿足需要。這個過程叫分析。機(jī)器的設(shè)計(jì)包括綜合和分析兩個方面。

設(shè)計(jì)過程開始于先認(rèn)識到一些需求，然后一部分需求被列出來，詳細(xì)的分析位移、速度和加速度經(jīng)常是必須的，這部分設(shè)計(jì)步驟是在力和力矩的分析之后。這個設(shè)計(jì)步驟可能包括了重新設(shè)計(jì)那些影響速度、加速度、力和力矩的部件。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)品和他們的制造方法。增加生產(chǎn)率，升級產(chǎn)品功能，重新設(shè)計(jì)使造價和重量降低是常常需要的，成功可能取決于這個運(yùn)動學(xué)和動力學(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)幾個世紀(jì)前，我們用的一些術(shù)語改變了很多年，因此，這些定義和術(shù)語在大多數(shù)情況下，他的意義可以清晰地從上下文的關(guān)聯(lián)中猜出來，一些術(shù)語尤其是和我們研究機(jī)械的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)有關(guān)的將在下面被定義。

桿件： 一個桿件是一種剛體或者許多部分組成在一起形成一個的運(yùn)動鏈。這個術(shù)語剛體或者簡單桿件，是被理想化了的用作研究那些忽略由于機(jī)器組件間拉力所產(chǎn)生的微小變形的機(jī)構(gòu)。對于典型的機(jī)器部分，在直徑上最大的改變只與這部分的千分之一相似，我們忽略掉微小的運(yùn)動當(dāng)考慮大多數(shù)機(jī)構(gòu)更大的運(yùn)動特征時是合理的。這個單詞link被用作除了曲柄、連桿和一些其他的鉸接機(jī)構(gòu)之外的一般的定義包括凸輪、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)際上被固定時，我們假設(shè)一個固定然后決定其他部分桿件相對于這個固定桿件的運(yùn)動。例如，在汽車發(fā)動機(jī)上，引擎裝置被考慮成固定的，盡管汽車可能在運(yùn)動。

自由度：連接桿自由度的數(shù)量是指定每一個桿件關(guān)于機(jī)架或固定桿件的位置所需要的獨(dú)立參數(shù)的數(shù)目。如果一個系統(tǒng)的瞬間配置可能完全被定義根據(jù)一個獨(dú)立的變量，這個系統(tǒng)有一個自由度，大多數(shù)實(shí)際的機(jī)器都有一個自由度。

按個自由的剛體有六個自由度，在三個直線方向移動和三個軸方向轉(zhuǎn)動，如果物體僅限于在一個平面內(nèi)移動，那么他就只有三個自由度，兩個移動方向和一個在這個平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動方向。

高副和低副：剛體之間連接組成基本的高副和低副，這兩個基本的構(gòu)建組成低副理論上是面接觸，而高副在兩個構(gòu)件間使點(diǎn)接觸或者線接觸。

運(yùn)動鏈：運(yùn)動鏈?zhǔn)且粋€運(yùn)動副和桿件的組合體，每一個桿件在閉環(huán)運(yùn)動鏈中都和其他兩個或者更多的桿件關(guān)聯(lián)，一個一個沒有形成閉環(huán)的連接就是開環(huán)運(yùn)動鏈。

聯(lián)動裝置：由于我們希望去檢查運(yùn)動鏈而不考慮他最終的應(yīng)用，那是非常方便的去確定許多組合關(guān)于剛體連接成聯(lián)動裝置，在許多參考書中，無論怎樣，這個術(shù)語linkage是僅限于由低副組成的運(yùn)動鏈。

平面運(yùn)動和品面連桿機(jī)構(gòu)：如果所有的點(diǎn)如果可以被描述為一個平面聯(lián)動。如果我們檢查這個聯(lián)動機(jī)構(gòu)由曲柄、連桿和在活塞發(fā)動機(jī)中的活塞組成，我們把它看做是平面運(yùn)動，大多數(shù)機(jī)構(gòu)通常都可以被看做平面運(yùn)動。

空間運(yùn)動和空間連桿機(jī)構(gòu)：大多數(shù)情況下運(yùn)動不能被描述成發(fā)生在同一平面上的我們稱作空間運(yùn)動，連桿機(jī)構(gòu)可能被描述成空間的或者散文的機(jī)構(gòu)裝置。

機(jī)構(gòu)變換：一個連桿機(jī)構(gòu)的絕對運(yùn)動取決于哪個連桿是固定的，換言之，那個桿件被選作固定的機(jī)架，如果其他兩個相等的連桿機(jī)構(gòu)有不同的固定桿件方式，那么每一個連桿機(jī)構(gòu)都是一個的倒置，在兩種連桿機(jī)構(gòu)中關(guān)系運(yùn)動將相同。

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)動的形式。摩擦發(fā)生在有負(fù)載還有表面接觸且運(yùn)動的地方，因此在工程實(shí)踐中是非常重要的，是機(jī)器壽命和性能的最大影響因素。摩擦的組要集中形式有：

粘著磨損：當(dāng)兩個表面由于加載而互相靠在一起，整個接觸載荷作用在面積很小的表面凸起的接觸面。真正的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。如果一個切向力作用于模型如圖fig.16.1，剪切可以發(fā)生在接觸面或接觸面下面或上方，造成粘著磨損。例如以下因素：機(jī)械硬化發(fā)生在凸起的接觸部分，粘著力往往比基本金屬大很多。因此，在滑動中，破碎通常發(fā)生在較弱或軟組件，并產(chǎn)生磨損碎片。雖然這個碎片屬于較硬組件（如圖16的上表面）最終由于接觸面的進(jìn)一步摩擦使碎片分離，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（表面有硬的凸起的顆粒），最后產(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）.事實(shí)上，過程如同銼、磨的方式。不同的是，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，這種類型的磨損由于化學(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通過工件的滑動，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；這方面的一個例子是軸承的滾動接觸。磨損顆粒通常是通過剝落或點(diǎn)蝕。另一種類型的疲勞磨損是熱疲勞。通過熱循環(huán)的熱應(yīng)力在表面產(chǎn)生裂紋，比如當(dāng)一個冷鍛模熱反復(fù)作用工件時。這些裂縫先結(jié)合然后表面開始剝落，產(chǎn)生疲勞磨損。

雖然磨損通常改變零件的表面的一些形貌并可能導(dǎo)致嚴(yán)重的表面破壞，但它也可以產(chǎn)生有利的影響。在磨合期各種機(jī)器和發(fā)動機(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。

通過在兩個相互運(yùn)動的固體之間添加潤滑劑來顯著的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，通過連續(xù)流體膜使兩個表面完全分離。流體膜可以產(chǎn)生靜水壓或經(jīng)常通過楔子作用在一個滑動的粘性流體的表面。

2.隨著兩表面負(fù)載的增加或者滑動速度和流體粘度降低，潤滑油膜變?。ū∧櫥?。這種情況在滑動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，微凸體接觸也可能發(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）。這是一個?。ǚ肿樱┑臐櫥瑢?，吸附在金屬地整個表面，從而防止金屬與金屬的接觸的機(jī)構(gòu)和減少磨損。

18、機(jī)械設(shè)計(jì)者的責(zé)任

一臺新機(jī)器的產(chǎn)生是由于對它有一個實(shí)際或者假象的需求。它的發(fā)展是從某人對能完成特定目的的設(shè)備的構(gòu)思開始。構(gòu)思之后是對元件間的協(xié)調(diào)的研究，桿件的位置和長度(這其中可能包括了連桿的運(yùn)動學(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受到改善，所以通常會得到幾種解決方案，最后選擇看上去最好的方案。

一個設(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)合的。一個設(shè)計(jì)問題很少會只有一個正確的答案，這通常會令機(jī)械設(shè)計(jì)的初學(xué)者很苦惱。

設(shè)計(jì)問題通常不止一個解決方案。給定一個一般的設(shè)計(jì)問題，比如設(shè)計(jì)一個能在家里自動洗衣的機(jī)器，因?yàn)橛泻芏嗟脑O(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，所以會有很多不同的方案——這個可以從市場上的洗衣機(jī)數(shù)量得到證明。

工程實(shí)踐問題通常需要折衷的辦法。競爭可能就需要違背某人最好的工程判斷而做出一個勉強(qiáng)的決定；生產(chǎn)上的困難可能迫使對設(shè)計(jì)做出更改，等等。

一個好的設(shè)計(jì)者要有很多特征，比如：

（1）對材料的強(qiáng)度有很好的了解，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，或其它所需的特性。

（2）熟知在機(jī)器中使用的材料的特性。

（3）熟悉各種制造過程的主要特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，因?yàn)榻M成機(jī)器的構(gòu)件的制造必須在一個有競爭性的價格之上。對某個制造工廠而言經(jīng)濟(jì)效益高的設(shè)計(jì)，對另一個工廠而言經(jīng)濟(jì)效益可能不高。比如，在一個有很好的焊接車間但沒有鑄造車間的工廠會發(fā)現(xiàn)，在某一特定的情況下焊接是最經(jīng)濟(jì)的制造方法；然而，面對同一問題，另一個工廠因?yàn)橛需T造車間（可能有也可能沒有焊接車間），可能會選擇鑄造。

（4）對各種各樣的情況都有很好的專業(yè)知識，例如在有腐蝕性的環(huán)境、溫度很低或相對高溫的條件下材料的性質(zhì)。

（5）做出明智決定前的準(zhǔn)備：a、什么時候使用樣本、購買原料或相對可靠的東西、什么時候進(jìn)行客戶定制設(shè)計(jì)是需要的；b、什么時候用經(jīng)驗(yàn)來判別設(shè)計(jì)；c、在開始加工之前什么時候進(jìn)行設(shè)計(jì)的使用性能測試；d、什么時候采取特殊的措施來控制振動和噪音。

（6）一定的審美觀，因?yàn)槿绻a(chǎn)品用于銷售，需具有“顧客吸引力”。

（7）了解經(jīng)濟(jì)效益和比較成本，因?yàn)楣こ處煷嬖诘淖畲罄碛删褪鞘翘婀蛡蛩麄兊娜耸″X。任何會提高成本的東西都應(yīng)該合理，例如，（產(chǎn)品）性能的提高，添加有吸引力的特征，或者更持久的耐用性。

（8）創(chuàng)造性和善于創(chuàng)造的本能，這對最大效益是最重要的。創(chuàng)造性會出現(xiàn)，是因?yàn)橐粋€有活力的頭腦是不會滿足于事物現(xiàn)狀并愿意去創(chuàng)造。

當(dāng)然，還有很多重要的考慮因素及許多的細(xì)節(jié)。操作機(jī)器是否安全？如果操作者失誤

能否得到保護(hù)?振動會不會產(chǎn)生噪聲？機(jī)器噪音是否過大？構(gòu)件的安裝是否相對簡單？機(jī)器是否易于操作和維修？

當(dāng)然，對每一個問題，沒有一個設(shè)計(jì)者能具備足夠的專業(yè)知識來考慮上述所有的特性而做出最佳的選擇。較大的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)會有執(zhí)行特定職能的專家，較小的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以雇傭顧問，然而，一個工程師越了解設(shè)計(jì)中的所有階段，他就能做出越好的選擇。設(shè)計(jì)是一個要求嚴(yán)格的專業(yè)，但當(dāng)你有很廣泛的經(jīng)驗(yàn)知識，它也是相當(dāng)有趣的。

20、工程問題的解決方法

多年來，在許多行業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域，工程師注重細(xì)節(jié)及（針對問題）得到正確的解決方案，逐漸獲得了良好的聲譽(yù),因?yàn)樗麄兪撬悸贩浅Ｇ逦乃伎颊?。工程師們得到了尊重，基于此，大眾對他們設(shè)計(jì)和制造出來的產(chǎn)品給予了信任。

工程師希望彼此能用清楚、有說服力、證據(jù)充分的方法來呈現(xiàn)計(jì)算、測試結(jié)果和技術(shù)工作。

在機(jī)械工程中的每個量由兩部分組成：數(shù)值和單位。沒有另一個，其中一個（只有數(shù)值或只有單位）是毫無意義的，工程師在計(jì)算中會密切而謹(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——多強(qiáng)？多重？溫度是多少？——通常要面對不確定和不完整的信息。比如，在一個新設(shè)計(jì)的開始，最終產(chǎn)品的外形和尺寸是未知的；如果外形和尺寸已知，那它首先就沒有設(shè)計(jì)的必要了。只可能是粗略的估計(jì)。然而，一個工程師仍然還有工作要做，設(shè)計(jì)過程肯定要從某處開始。

出于這個原因，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的，但總比隨機(jī)猜測的一個數(shù)好，當(dāng)然也比什么都沒有的好。機(jī)械工程師利用他們的常識、經(jīng)驗(yàn)、直覺、判斷和物理規(guī)律經(jīng)過一個叫數(shù)量級的近似過程來尋找答案。機(jī)械工程師樂于做出合理的近似。

在機(jī)械工程的研究中，你應(yīng)該培養(yǎng)解決問題的能力，達(dá)到其他工程師對你的期望標(biāo)準(zhǔn)。適當(dāng)?shù)慕鉀Q問題的方法，對你得到正確的答案和把結(jié)果令人信服地給交流 給他人是很重要的。為了達(dá)到解決問題的目的，以下的指導(dǎo)會很有幫助： 1.在每一頁頂開始一個問題，盡管問題的解決方案會少于一頁。通過這種方式將問題細(xì)化，可以使得他人很容易地定位和閱讀你的每一個方案。每一頁紙只寫一面。這個習(xí)慣也會讓你的成果在查閱時變得容易。

2.對于已知的問題和未知的問題，寫一個一兩句的小結(jié)。通過弄清楚問題的目標(biāo)，你會忽略枝節(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)算前請思考一下問題。用簡短的話做一個總結(jié)，總體闡釋你將采用的方法，列出你將用到的主要的概念，等式以及假設(shè)。

4.采用你正在分析的系統(tǒng)的圖紙，對主要的零件進(jìn)行標(biāo)記，并且采用相關(guān)尺寸。工程師應(yīng)將想法和知識圖形化，你的圖紙和圖表就是快速傳遞復(fù)雜信息的最好方式。幾乎在解決每一個工程問題時，非常重要的第一步就是用圖表將問題呈現(xiàn)出來。

5.畫出正在使用的坐標(biāo)系，這樣可以說明你采用的正方向。比如，如果你在方案中寫“Fx=30N”，但是卻沒有在圖紙是指明x方向，那么這樣的方案對于查閱你成果的來的說就沒有意義。

6.在你計(jì)算的每一步和最后的結(jié)果中，要確保每一個數(shù)值后都帶有單位。一個沒有單位的數(shù)，正如沒有數(shù)值的單位一樣，都是無意義的。

7.要檢查你結(jié)果中的有效數(shù)字，還要確保你的結(jié)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)最后一位有效數(shù)字的一半。The factor of one-half arises，because the last digit of a number represents the rounding-off process, either higher or lower, of the tailing

digits.8.你的計(jì)算結(jié)果僅對你有意義還不夠。你還要讓你的結(jié)果對希望閱讀你成果的人有意義。如果其他工程師不能審查和快速讀懂你的結(jié)果，那么你的結(jié)果將不會被采用，原因就是混亂不清，不完整，或者不精確。要花時間寫清楚步驟。

9.闡明你的結(jié)果的意義。這樣的結(jié)果對你有多合理？是否你的來自經(jīng)驗(yàn)、判斷、直覺的結(jié)果的數(shù)量級有意義？

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同。然而，刀具總是繞著它的軸線旋轉(zhuǎn)而工件是牢牢固定的。這和車床上的鉆孔操作是相反的，工件的放置位置和卡盤的旋轉(zhuǎn)。以下是常用的鉆床種類。

臺式鉆床：臺式鉆床是一種通用鉆床，小的加工工具通常安放在工作臺上。這種鉆床有一個電動機(jī)作為動力源，運(yùn)動經(jīng)由滑輪和皮帶傳到安放刀具的主軸上。進(jìn)給量由人工通過調(diào)節(jié)手柄改變，手柄設(shè)計(jì)來降低或升高主軸的。

工件安裝在工作臺上，盡管有時一個特制的虎鉗用來固定工件。要加工的工件的最大高度限制于主軸和工作臺的最大差距。

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。它基本上和臺式機(jī)床相似，主要區(qū)別是有一個長圓柱形床身固定在基部。沿著床身是一個附帶的用于固定工件以使工件而已在任何理想高度鎖定的滑動工作臺。這種鉆床需要的功率比臺式鉆床要大。

搖臂鉆床：搖臂鉆床特別適合于在不方便安放在立式鉆床工作臺上的又大又重的工件上鉆孔。搖臂鉆床有一個主要的床身固定在基部。攜帶鉆頭的懸臂引導(dǎo)手臂，能夠沿著床身提高或降低，夾緊在任意位置。這個鉆頭沿引導(dǎo)臂滑動，提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和軸向進(jìn)給運(yùn)動。此外，這個懸臂引導(dǎo)臂可以彎曲旋轉(zhuǎn)，因此使刀具可以根據(jù)柱面坐標(biāo)系統(tǒng)沿不同方向運(yùn)動。

26、車床

在切割操作中使用的機(jī)床的一般特征，在這篇文章進(jìn)行闡述。依據(jù)功能和所包含的配件，設(shè)備可分為不同類別。主要類別如下所述。

車床 車床通常被認(rèn)為是最古老的機(jī)床，并在1750s產(chǎn)生.車床上進(jìn)行基本操作有車削，鏜，和端面車削。

最常見的車床（普通車床）的基本組成部分是床身，床頭，尾座和.托架。工件的一端是被一個安裝在主軸的夾頭夾緊，主軸在床頭旋轉(zhuǎn)。工件的另一端是由尾座支撐。床頭包含主軸轉(zhuǎn)速傳動齒輪，并通過適當(dāng)?shù)凝X輪和進(jìn)給桿，驅(qū)動車架，使滑動裝配滑動。托架提供運(yùn)動平行旋轉(zhuǎn)軸，橫滑板提供了正常的運(yùn)動。切削刀具，連接到一個刀架和托架，沿床消除材料。切割操作是按工件所需的一定的外設(shè)速度，進(jìn)給速度，切削深度運(yùn)行。

進(jìn)一步發(fā)展的是自動車床。通過各種機(jī)械手段，運(yùn)動和控制更加精確。，如凸輪和數(shù)控和計(jì)算機(jī)控制，從而減輕了工人的勞動或要求不太熟練的勞動力。

轉(zhuǎn)塔車床（在19世紀(jì)50年代開發(fā)的）能夠進(jìn)行了多種切割操作，如車削，鏜，鉆，線切割，端面車削。各種切削工具，通常在最多六個炮塔上安裝。操作相當(dāng)靈活。它可能是手工操作或自動，一旦正確安裝，它并不需要熟練的勞動力。有種類繁多的炮塔車床可用于不同的目的

螺桿機(jī)（在18世紀(jì)70年代開發(fā)了第一個螺絲車床）是專為高產(chǎn)率，自動化生產(chǎn)螺釘和類似部件的設(shè)計(jì)的。所有的操作都由連接到一個特殊的炮塔的工具自動執(zhí)行。每個螺絲加工成成品后，棒料自動送入。這些機(jī)器可能會配有單個或多個主軸，以減少循環(huán)時間

鏜床 雖然鏜操作可以在車床上進(jìn)行，但鏜床用于大型工件。這些機(jī)器是臥式或立

式，并有各種用于鏜和端面車削操作的功能

坐標(biāo)鏜床是精度高的立式鏜床和用于生產(chǎn)工裝夾具，鏜部分安裝在夾具中。

銑床，銑床是最通用和最有用的工具機(jī)，因?yàn)樗鼈兡軌驁?zhí)行各種切割操作。有大量的提供眾多特性的銑床可供選擇（在19世紀(jì)60年代開發(fā)的）。基本類型概述如下。

升降臺式銑床是最常見的，用于一般用途的加工。連接銑刀的主軸，可水平（板坯銑削），或垂直（面銑）。

床身式銑床上安裝一個平臺，只可以在縱向方向移動。這些機(jī)器很簡單，嚴(yán)格裝配并用于高量產(chǎn)。主軸可水平或垂直，可以雙工或三工類型（即有兩個或三個主軸，同時加工兩個或三個部分表面）。其他類型的銑削機(jī)也可用，如用于繁重的工作的龍門式和特殊用途的機(jī)器。

銑床，使用最廣泛的配件是通用的分度頭。這是一個夾具，在各個加工步驟使工件旋轉(zhuǎn)到指定角度。典型的用途是加工銑削有多邊形表面的零件和加工齒輪齒。

龍門刨床和牛頭刨床，這些機(jī)床一般用于加工大平面，雖然其他形狀，如凹槽，也可以加工。在龍門刨床，工件上在裝有刀具的下軌移動，而在牛頭刨床，工具移動和工件是固定的。

由于所涉及的工件的大小，龍門刨床是位于最大的機(jī)床之列。刨邊機(jī)可水平或垂直，也用于加工凹槽和鍵槽。

拉床 這些機(jī)器推或拉拉刀，水平或垂直，從而加工各種內(nèi)部或外部的表面。他們的構(gòu)造相對簡單，液壓驅(qū)動可實(shí)現(xiàn)，拉刀只有直線運(yùn)動。由于涉及的形狀和部分種類繁多，拉床被制造成各式的設(shè)計(jì)和尺寸。

鉆孔機(jī)，這些機(jī)器用于鉆孔，攻絲，锪孔，鉸孔，和其他通用的鏜操作。它們通常是垂直的，最常見的一種是鉆床。鉆床制造成種類繁多的尺寸，從簡單的板凳類型單元到搖臂鉆床和有多個主軸的大型生產(chǎn)設(shè)備。

28、銑削

除了車床銑床是在制造業(yè)使用最為廣泛。在銑削過程中，工件被送入一個旋轉(zhuǎn)的銑刀，這是一種如圖28.1所示的多刃工具。去除金屬是通過銑刀和工件同時直線運(yùn)動而相結(jié)合成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動完成的。

在銑刀和工件接觸時每一個銑刀刀刃都是單一的銑削。因此，每個切削刃都有適當(dāng)?shù)膬A斜和救濟(jì)角度。由于一次只有少數(shù)的切削刃與工件接觸，所以重切削不影響刀具的使用壽命。事實(shí)上，允許的切削速度和進(jìn)給速度是車削或鉆的三到四倍。此外，銑削的表面質(zhì)量大體上優(yōu)于車削，塑造，鉆的表面質(zhì)量。銑削過程的特點(diǎn)是：

斷續(xù)切削。每個切削刃去除材料只有旋轉(zhuǎn)銑刀的一部分。因此，銑刀在再次進(jìn)行銑削前有時間冷卻。因此，銑削操作相比車削操作更為冷。

小尺寸的碎片。雖然碎片的尺寸很小，由于多個切削刃同時接觸材料所以材料被切除很多，因此工件一般是在一個單一的行程中完成不像車削過程需要大量切割才能完成。碎片厚度的變化。這有助于非穩(wěn)態(tài)循環(huán)條件下不同切削力作用時切削刃與碎片接觸厚度從零到最大尺寸，反之亦然。這種周期性變化的力，可以激起機(jī)床系統(tǒng)的自然頻率，這對刀具的壽命是有害的同時使表面粗糙度產(chǎn)生。

對于刀具旋轉(zhuǎn)和工件進(jìn)給的方向而言，銑削是通過以下兩種方法之一完成的。

向上銑削（逆銑）。逆銑刀具的轉(zhuǎn)向和工作臺的移動方向相反，碎片厚度從零開始并逐漸增加到最大厚度，如圖28.2所示。這有讓工件離開工作臺的趨勢。有一種可能就是刀具在開始移動之前將摩擦工件。然而，加工過程中不涉及沖擊載荷，從而確保機(jī)床的平滑操作。

在逆銑中最初的摩擦有讓刀刃變頓的趨勢，因此刀具具有較短的壽命。此外，由于刀具傾向于削減和滑動，所以通過這種方法獲得的加工表面質(zhì)量不是很高。然而，逆銑在工業(yè)中常用，特別是粗切削。

向下銑削（順銑）。在順銑中銑刀得轉(zhuǎn)向和工作臺的移動方向相同，碎片從最大厚度逐漸變?yōu)榱?，如圖28.2（b）所示。這將導(dǎo)致一系列沖擊或突然加載。因此，這種方法不能用于銑削加工除非工作臺與絲桿間隙消除。最大切削深度是通過刀具切削工件并給很大一個力來實(shí)現(xiàn)的，這必須要一個剛性的絲桿來配合工作臺的進(jìn)給。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是切削力下降所以能獲得更高品質(zhì)的加工表面同時工件的裝夾更簡單。順銑比逆銑允許更大的進(jìn)給撮合和擁有更長的刀具壽命。但是，它不能被用來加工鑄件或熱軋鋼板，否則硬的刻度將損壞刀具。

30、齒輪材料

制造齒輪的材料多種多樣,無論是金屬還是非金屬。作為設(shè)計(jì)所選用材料的根據(jù)，所選材料應(yīng)該使一個特定的齒輪最便宜,同時確保有滿意的性能。在做出一個選擇前,設(shè)計(jì)師必須決定對這個問題手上的哪些條件是最重要的。如果高強(qiáng)度是首要考慮的, 應(yīng)該經(jīng)常選鋼,而不是鑄鐵。如果耐磨性是最重要的考慮條件,一個有色金屬比一個黑色金屬好。還有一個如何做出選擇的例子，對于降噪問題、非金屬材料與金屬材料的表現(xiàn)比較。然而,在大多數(shù)設(shè)計(jì)上的問題中,最后通常都是一個折中的選擇材料。換句話說,選擇合理的材料,符合所有的要求我們之前提到的,雖然在每一個方面它不一定是最好的?？偟恼f這一次討論中,我們將根據(jù)各種金屬和非金屬齒輪材料的一般分類來考慮他們的特點(diǎn)。

鑄鐵 鑄造鑄鐵是一種最常用的齒輪材料。其成本低,易于鑄造,有良好的切削性能,具有高的耐磨性和良好的降噪性能，使它成為一個較好的選擇。鑄鐵作為一個齒輪材料主要的缺點(diǎn)是其抗拉強(qiáng)度低,這使齒輪容易屈曲而且需要相當(dāng)大的齒牙。

另一種類型的鑄鐵是球墨鑄鐵,它是在鑄鐵里增加了諸如鎂或鈰。這樣的合金化處理使得他們比普通鑄鐵有更強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度的同時保留了良好的耐磨性和易于加工的特點(diǎn)。通常的設(shè)計(jì)是在鑄鐵齒輪和鋼齒輪于成本、強(qiáng)度、磨損間取一個平衡。

鋼 鋼齒輪通常由碳素鋼和合金鋼制成。他們與鑄鐵相比有更高的強(qiáng)度和更低的成本。然而,為了達(dá)到滿意的耐磨性他們通常需要經(jīng)過表面熱處理。不幸的是,熱處理工藝通常會使齒輪產(chǎn)生變形,結(jié)果是齒輪負(fù)載不能均勻分布在整個齒輪齒面。通常更愿意選擇合金鋼因?yàn)樗麄儫崽幚頃r變形比碳素結(jié)構(gòu)鋼小。

雖然說討論各種熱處理方法和他們對材料特性的影響不是我們這里的目的，設(shè)計(jì)師同樣應(yīng)該意思到材料熱處理可能帶來的問題。

齒輪經(jīng)常通體淬火或者用水或油淬火,以增加其耐磨性?；鼗鹜ǔＪ驱X輪淬火后立即執(zhí)行, 包括加熱齒輪溫度到200度至700度,然后慢慢在空氣冷卻到室溫。如果較低的硬度就能滿意,最好的方法可能是通體淬火，因?yàn)樗畠r。

在許多情況下, 雖然表面必須有非常高的硬度但主體部位只需要適當(dāng)強(qiáng)度。對于齒輪,例如,表面硬度必須較高,在齒輪的一生中齒牙將抵抗數(shù)百萬次磨損。在每一個接觸齒牙表面都會有很高的應(yīng)力。如果真的需要的話對這種情況就采用表面淬火。表面0.25 ~ 1.00毫米深得部分被賦予一個較高的硬度,盡管對里面的部分(核心)只有輕微的影響。表面淬火的優(yōu)勢在于,當(dāng)表面達(dá)到所需的耐磨硬度時、核心的部分仍然具有較好的的韌性、耐沖擊和抗疲勞性。最常用的表面硬化過程為是火焰表面淬火、感應(yīng)淬火、滲碳、滲氮、氰化, 碳氮共滲。圖30.1:顯示了一個典型的碳氮共滲齒輪的截面部分,清楚地顯示出堅(jiān)硬的表面圍繞著柔軟而有韌性的核心。

有色金屬

用銅、鋅、鋁、鈦是來獲取的合金材料是有用的齒輪材料。銅合金,稱為青銅器,也許是應(yīng)用得最廣泛的。他們在對耐腐蝕性有較高要求和需要較大滑動的場合非常有用，因?yàn)樗鼈兛梢詼p少摩擦損耗,他們通常被用做蝸輪蝸桿的原料。在鋁、鋅合金用于制造重載齒輪。

非金屬材料非金屬材料制造齒輪已經(jīng)很多年了。尼龍、各類塑料等都已被使用過。使用這些材料的優(yōu)勢有，運(yùn)行平穩(wěn)、內(nèi)部潤滑、減弱沖擊和振動,而且制造經(jīng)濟(jì)。他們的主要缺點(diǎn)是承載能力低、導(dǎo)熱率低,導(dǎo)致齒牙的熱變形而且可能導(dǎo)致齒輪嚴(yán)重弱化。

近來熱塑性樹脂,與玻璃纖維加固和潤滑油作為添加劑,已被用來在齒輪材料上。這些復(fù)合材料給予了更大的承載能力,降低了熱膨脹,而且有更大的耐磨性和耐疲勞性。

32、機(jī)械加工精度基礎(chǔ)

加工是通過最簡單和最廉價的方式將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫漠a(chǎn)品。因此，只為了加工某些原材料和獲得預(yù)期的產(chǎn)品，這樣還不夠。事實(shí)上，通過采用最簡單、最快以及最高效的方法來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)是非常重要的。如果采用的技術(shù)不夠高效，所得零件的成本將會很高，并且這樣的零件會在和其他制造商生產(chǎn)的類似零件的競爭中失去優(yōu)勢。同時，產(chǎn)品的生產(chǎn)時間應(yīng)盡量短以使廠家占據(jù)更大的市場份額。

可以通過不同的方式對現(xiàn)代工業(yè)進(jìn)行分類。其分類方式可以是按加工過程，按產(chǎn)品類型也可以按產(chǎn)量和差異程度分類。按加工過程分類可以用鑄造行業(yè)和沖壓行業(yè)以及類似的行業(yè)來印證。當(dāng)按產(chǎn)品分類時，產(chǎn)業(yè)可以分為汽車行業(yè)，航空航天產(chǎn)業(yè)以及電子產(chǎn)業(yè)。第三種方式，即按產(chǎn)量分類，可以分為三種類型，大批量生產(chǎn)，單件小批量生產(chǎn)和中批量生產(chǎn)。以下讓我們簡要介紹一下每一類的特點(diǎn)。

大批量生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是相同或相似零件產(chǎn)量高，時間周期較長。年產(chǎn)量不高于5萬件就不能認(rèn)為是大批量生產(chǎn)。正如你所期望的那樣，產(chǎn)量是基于一個預(yù)設(shè)的銷量并且其不直接受每日或每月訂單量的影響。典型的大批量生產(chǎn)行業(yè)就是汽車行業(yè)。

單件小批量生產(chǎn)是基于小批量的銷售訂單。每一小批可以同20到200或更多類似零件組成，取決于消費(fèi)者的需求。很明顯，這類產(chǎn)業(yè)主要適用于二級承包商，他們主要生產(chǎn)類型多變的零件以供應(yīng)不同類型的行業(yè)。其使用的機(jī)器必須可調(diào)節(jié)以使其配置滿足訂單零件的需要，因?yàn)橛唵瘟慵N類通常是變化的。同時，為了完成各種不同的任務(wù)，工人應(yīng)該經(jīng)驗(yàn)豐富，因?yàn)橹圃觳煌牧慵?，其任?wù)通常是有差異的。

中批量生產(chǎn)介于單件小批量生產(chǎn)與大批量生產(chǎn)之間。其產(chǎn)量范圍是1萬件到2萬件之間，其采用的機(jī)床主要是可調(diào)機(jī)床和多功能機(jī)床。由于用戶定制生產(chǎn)量的增加，此類產(chǎn)業(yè)也正在逐漸流行。

制造中一個非常重要的事實(shí)就是在加工零件時幾乎不可能使零件獲得理想的公稱尺寸。這通常是由于一些不可預(yù)期的，盡管非常小的機(jī)床固有偏差和各種復(fù)雜的因素，如工件的彈性變形和回復(fù)，或者是由于加工過程中的安裝、溫度，甚至有時還包括工人的技術(shù)等因素。由于分析和完全消除此類因素的影響非常困難，建立一個偏差容許度對于基本尺寸會更可行，只要這樣的偏差不會以有害的方式影響到零件的正常工作。從基本尺寸到每一側(cè)的尺寸偏差（即正負(fù)偏差）決定了分別決定了尺寸的上下極限，并且此上下極限的差值即為公差。公差是一個正值。你可能會想到，公差大小取決于基本尺寸，公差大小是一個有數(shù)字字母的符號，稱為公差等級。在ISO標(biāo)準(zhǔn)體系中，公差有18個標(biāo)準(zhǔn)等級，公差可以通過公式計(jì)算得到或者從ISO公布的手冊中查到。很明顯，在制造零件過程中，越小的公差就越需要高精度的機(jī)床，因此也增加了成本。

在零件裝配前，配合面的尺寸關(guān)系必須明確。換句話說，必須建立兩配合面好偏差所參考的零位線的位置。這實(shí)際上決定了配合面相對運(yùn)動的松緊度和自由度。在配合的分類主要有三種，即間隙配合、過渡配合、和過盈配合。在所有的間隙配合中，軸的上極限總是小于

配合孔的下極限。這在過盈配合中是不成立的，過盈配合中，軸的下極限必須大于配合孔的上極限。正如其名字所表示的那樣，在過渡配合中，其屬于中間配合。根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，軸的制造總是參照內(nèi)部零件，即軸的配合面是以孔為參照的。相應(yīng)地，從配合位置看，鍵是以軸為參照的，鍵槽是以孔為參照的。

說明配合的類型的方式有兩種，基軸制和基孔制。參照零位線的公差帶是通過一個字母說明的，通常對軸用小寫字母，對孔用大寫字母，而公差等級是用一數(shù)字說明的，如先前提到的。因此一個配合方式可以表示為H7/h6，F(xiàn)6/g5，或者其他類似的方式。

當(dāng)一個燈泡壞了的時候，你僅僅會買一個燈泡并且換掉原來的燈泡就行了。這個簡單的操作并不需要一個裝配工和一個機(jī)械師，但是如果沒有兩個重要的概念，互換性和標(biāo)準(zhǔn)化，這樣的操作是不可能實(shí)現(xiàn)的?；Q性即同一個零件必須可以互換，即是說這個零件可以替換其他的每一個零件，不管是在裝配還是在維修過程中，都不需要任何配合操作。你很容易明白，互換性是通過建立一個可接受的公差來實(shí)現(xiàn)的，任何超出基本尺寸的偏差都是不允許的。

34、激光輔助切削和低溫切削技術(shù)

為了滿足產(chǎn)量和精度的要求，研究人員和設(shè)備制造商正在擺脫傳統(tǒng)的銑削、鉆孔、車削和磨削。新的切削和加工手段和調(diào)整傳統(tǒng)技術(shù)的方法持續(xù)出現(xiàn)。

激光輔助切削：激光輔助切削是一個已經(jīng)研究很久的手段，現(xiàn)在已經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室投入使用了。在這種操作中，激光束通過置于刀具頭部的光纖或者其他的光束傳遞介質(zhì)投射到工件上。在一次切削過程中，激光功率是變化的以滿足要切削的剖面。CO2激光通常用在功率為200到500瓦之間。激光熱軟化了工件使工件更容易切削。

這種切削手段可以用于非常難切削的材料比如高溫合金和陶瓷。例如，通過這種方式你可以想切割黃油一樣切割陶瓷。也可以得到很低的表面粗糙度。通常是0.5微米甚至更好。

由于熱的激光束是緊密聚集在一起的，熱量會產(chǎn)生在真實(shí)的切削區(qū)域周圍。熱量由切屑帶走，材料的物理性質(zhì)沒有由于熱量而改變。

這種切削過程有兩個問題。物理問題是建立最初的切削參數(shù)（激光功率和聚焦度，切削速度和進(jìn)給量等等），心理問題是說服人們這種切削手段工作優(yōu)良，有很多優(yōu)勢。

低溫切削技術(shù)：液氮的唯一使用是對傳統(tǒng)切削進(jìn)行修正以發(fā)展制造業(yè)的操作技術(shù)。用-195攝氏度的液氮作為冷卻劑作為降低切削區(qū)域熱量的方法有很多優(yōu)點(diǎn)。在切削操作中低溫冷卻系統(tǒng)將-195攝氏度液氮直接噴射到刀片上。這提高了刀片的硬度，減小了刀片在硬切削時固有的高切削溫度帶來的熱變形的影響。切屑和刀具界面之間巨大的溫度梯度和刀片本身也幫助從切削區(qū)域移除熱量。

傳統(tǒng)上立方氮化硼和聚晶立方氮化硼刀片作為硬切削操作刀具的選擇。但是他們對于很多操作都太昂貴了。低溫切削技術(shù)也使低成本陶瓷刀片在硬切削操作中得到更廣泛的使用。

立方氮化硼和聚晶立方氮化硼陶瓷刀片在硬態(tài)干式車削和使用水基冷卻液或油基冷卻液時趨向于磨損不均和破碎。低溫液氮冷卻產(chǎn)生的摩擦度提供了可預(yù)知的陶瓷刀片的后刀面磨損，提高切削速度到200%。這種可預(yù)知的后刀面磨損也使氧化鋁陶瓷刀片用在要求嚴(yán)格的精加工中。

液氮可以存儲在小型的專用圓柱形容器內(nèi)，或者是補(bǔ)給箱，可以為很多機(jī)器服務(wù)。操作程序和傳統(tǒng)冷卻劑輸送系統(tǒng)相似。一條柔性的液氮管通過一個旋轉(zhuǎn)的管接頭連接到車床塔架上。這條管子連接著一個噴嘴夾在刀具上，直接將液氮引到刀尖上。氮?dú)馐且环N安全、不易燃、無腐蝕的氣體。在接觸刀片后它很快蒸發(fā)，回到大氣中去，不會留下殘留物污染工件、切屑、刀具和操作人員，同時它也消除了處理費(fèi)用。這種操作特別有利于加工通常需要后續(xù)的工件清理操作以除去冷卻劑殘留物的多孔粉末金屬件。

現(xiàn)在這兩種加工手段已經(jīng)商業(yè)化了。

36、非傳統(tǒng)制造工藝的實(shí)施

1在過去的50年里,制造工具的使用方式有了顯著改變，如計(jì)算機(jī)控制，柔性制造系統(tǒng)和機(jī)器人等創(chuàng)新發(fā)明就是實(shí)例。隨著勞動力成本的上升，交貨時間的減少，和客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的需求越來越高，這些創(chuàng)新變得很有必要。不僅是制造工具使用方式的變化，而且由于新，難加工材料的快速發(fā)展和部分配置的日益復(fù)雜，復(fù)雜工具的改變也變得很有必要。

2非傳統(tǒng)制造工藝需要更復(fù)雜的工具來創(chuàng)建一個新的，獨(dú)特的家庭制造過程。一般來說，非傳統(tǒng)的過程不同于傳統(tǒng)工藝（例如，鉆孔，車削，沖壓），或者利用能源以新穎的方式，或者以申請迄今未使用的能源形式作為制造目的。如高速度材料噴氣機(jī)，脈沖磁場，光束，和電化學(xué)反應(yīng)，這些新的工具中，目前只有少數(shù)的用于執(zhí)行 如切割，焊接，去毛刺，成形等操作。

3非傳統(tǒng)制造工藝，目前應(yīng)用于許多不同的行業(yè)，但很多廠家都不知道可以通過實(shí)施這些過程來獲得利益。此外，這些人相信他們已經(jīng)熟悉非傳統(tǒng)流程，卻往往不知道提供給他們所有選擇的過程，或者因?yàn)槿狈π畔⑸系淖钚逻M(jìn)展，從而大幅增加成本效益，以及這些過程的能力。

4近年來，許多文章，技術(shù)論文和報(bào)告已經(jīng)提出了各種非傳統(tǒng)制造工藝。這幾乎是不可能的，然而，對于那些有興趣了解所有可用的信息源，以及找時間適應(yīng)這個非常廣泛和迅速變化的主題。

5.如果你覺得在一個非傳統(tǒng)的過程中，如果在您的實(shí)驗(yàn)室中要實(shí)施進(jìn)一步的研究，并最大限度地減少遇到問題的機(jī)會，你可以通過這些常識指引來保證自己成功。

6在決定一個特定的過程的時候，為使您的應(yīng)用程序是正確的，應(yīng)該進(jìn)行盡可能多的調(diào)查和與替代的工藝實(shí)驗(yàn)。如果該選項(xiàng)可用，選擇和調(diào)查幾個適用的過程，最好是通過自己正在考慮的硬件進(jìn)行加工設(shè)備。

7若你要確定一個潛在供應(yīng)商的經(jīng)驗(yàn)與你的潛在設(shè)備的水平，你需要了解那些已經(jīng)購買了同類機(jī)器的客戶名單。這份名單將會反映重復(fù)的訂單，這是一個客戶滿意度的良好的指示。如果您的設(shè)備是第一個你要建立一個特定的制造商之一提供的，你一定要極為謹(jǐn)慎。否則你可能以最終調(diào)試設(shè)備的生產(chǎn)配額為代價。

8聯(lián)系幾個制造商的客戶，并直接證實(shí)操作者的水平和維護(hù)技能，他們需要正確的支持設(shè)備并詢問關(guān)于停機(jī)的最常見的原因。設(shè)備也會出現(xiàn)長期重復(fù)性的問題。不斷調(diào)整或更換組件需要保持重復(fù)性嗎？請問您的設(shè)備的應(yīng)用程序是否比原來要求的更好？

9如果您的設(shè)備是一個多部門公司的一部分，檢查其他部門的人員以確定他們在制造商與制造人員論述中得到經(jīng)驗(yàn)。如果他們有經(jīng)驗(yàn)，并愿意與大家分享他們的信息，您的公司和母公司將節(jié)省時間和金錢，避免重復(fù)的努力。

10當(dāng)您準(zhǔn)備好讓您的設(shè)備購置，制造商，供應(yīng)與推薦的備件清單最大限度地減少停機(jī)時間，那么出現(xiàn)問題時，你應(yīng)該在旁邊。此外，要采用任何操作員，維護(hù)，或制造商提供的程序員培訓(xùn)課程的優(yōu)勢。培訓(xùn)不足會嚴(yán)重影響成功和盈利的機(jī)會。

38、振動的定義和術(shù)語

所有物質(zhì)振動，如氣體的振動發(fā)生在造成麻煩的噪音的噴氣發(fā)動機(jī)尾管，有時發(fā)生在含有疲勞裂紋的金屬中。振動在液體中幾乎一直是縱向的，并可能導(dǎo)致很大的力，因?yàn)橐后w是不可壓縮的，如管道輸送水時，在突然關(guān)閉閥門或水龍頭時可以受到高地慣性力（或“水錘”）。沖擊力是由液體流量不平衡的旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動部件所造成的，通?？梢酝ㄟ^注重詳細(xì)的設(shè)計(jì)和制造來解決。一個典型的機(jī)器有許多移動部件，這是每個振動或沖擊激勵的潛在來源。設(shè)計(jì)人員面臨的問題，一個可接受的降低振動和噪音以及在減少沖擊的成本之間找到一個折中辦法。

處理的機(jī)械振動要么伴隨著穩(wěn)定諧波力（即服從正弦和余弦的力，在受迫振動的情況下），要么在一個初始擾動后，沒有外部力量在自然的情況下，除了所謂的重量（即引力或

。如果只有一個頻率為代表的正弦或余弦波的位移相對于時間的圖表。就說振動是“簡諧的”，物體的位置或從靜態(tài)平衡位置的位移呈周期性變化的現(xiàn)象叫振動。與振動相關(guān)聯(lián)的有物體的加速度，速度和位移，例如一個引起加速度的不平衡力在一個系統(tǒng)中通過抵制，誘使作為振動的響應(yīng)（A = F / M）。我們將看到，振動或振蕩運(yùn)動可分為

（一）瞬態(tài)振動;（b）連續(xù)或穩(wěn)態(tài)振動;及（c）隨機(jī)振動

瞬態(tài)振動

瞬態(tài)振動逐漸衰弱通常是和不規(guī)則的干擾相關(guān)，例如.沖擊或沖擊力，承受滾動載荷的橋，經(jīng)常有汽車通過的凹形孔，即不要重復(fù)定期的力。雖然瞬態(tài)振動是暫時的，且是振動的組成部分，它可以導(dǎo)致大振幅最初和隨之而來的高壓力，但在許多情況下，當(dāng)瞬態(tài)振動時間非常短且為穩(wěn)態(tài)振動時，瞬態(tài)振動可以忽略。

穩(wěn)態(tài)振動

穩(wěn)態(tài)振動往往和與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器相關(guān)，雖然是周期性的，不一定是諧波或正弦波。由于振動需要能源產(chǎn)生，震動的減弱是因?yàn)槟茉吹臏p少，如功耗的機(jī)器和機(jī)制的效率穩(wěn)態(tài)振動摩擦和由此產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移到環(huán)境中，聲波和噪音，應(yīng)力波，通過機(jī)架等都會造成能源的減少，因此，總是需要一個連續(xù)的能量輸入，以維持他們。

隨機(jī)振動

隨機(jī)振動是振動這是不是周期性時而采用的術(shù)語，即沒有循環(huán)和定期重復(fù)的振動。

在以下段落中將會明確某些術(shù)語和定義-其中有幾個可能是已知的工科專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過的。

周期，循環(huán)，頻率和幅度

一個穩(wěn)定狀態(tài)的機(jī)械振動系統(tǒng)的振動的一段時間間隔后重復(fù)的振動。在任何一斷時間完成的動作被稱為一個周期。每單位時間的周期數(shù)稱為頻率。該系統(tǒng)的任何一部分與其靜態(tài)平衡位置的最大位移稱為振幅，總行程等于的振幅的兩倍。因此，“振幅”不是“位移”的代名詞，但是振幅是從靜態(tài)平衡位置為零點(diǎn)的位移的最大值。自然振動和受迫振動

自然振動是在沒有任何外力（除了重力）的情況下發(fā)生的，通常表現(xiàn)彈性的系統(tǒng)中，是質(zhì)點(diǎn)在距離穩(wěn)定平衡位置一段位移處的靜止和釋放，例如：自然振動就發(fā)生恢復(fù)彈性系統(tǒng)原來狀態(tài)的力的情況下，自然頻率是一個系統(tǒng)的屬性。

受迫振動是在外部力量的激發(fā)（或外部施加振動干擾）的情況下發(fā)生的，這個外部力量通常是一個時間的函數(shù)，例如不平衡的轉(zhuǎn)動部件，齒輪和驅(qū)動器的制造缺陷。受迫振動的頻率是在此類振動中具有影響力的因素，即受迫的頻率是一個不同于自然振動的頻率。共振

共振是描述最大振幅的條件。當(dāng)外力的頻率等于物體的固有頻率時，共振就發(fā)生了，在這種情況下，可能產(chǎn)生大振幅和大應(yīng)力，這在機(jī)械系統(tǒng)中是非常危險的，但是在電氣，無線電和電視接收器的系統(tǒng)中，他們的設(shè)計(jì)旨在響應(yīng)共振頻率。自然頻率的計(jì)算或估計(jì)在所有類型系統(tǒng)的振動和擺動是非常重要的。當(dāng)共振發(fā)生時旋轉(zhuǎn)軸和主軸的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。因此，在沒有減少阻尼或幅度的設(shè)備的情況下，一個諧振條件的提出或避免共振是至關(guān)重要的，共振系統(tǒng)在有限激勵響應(yīng)的條件產(chǎn)生了一個無限的響應(yīng) 減震

阻尼振動是系統(tǒng)的能量耗散，從而防止過度響應(yīng)。這是一個自然的振動幅度隨著時間的推移而遞減的現(xiàn)象，因此會由于一些限制或阻尼的影響而最終停止。因此，如果要維持持續(xù)振動，通過阻尼消耗的能量必須從外部補(bǔ)充。

能量耗散主要由一些組件或系統(tǒng)的元素之間的相對運(yùn)動而產(chǎn)生的，例如摩擦阻力。如果在結(jié)

假設(shè)材料中的內(nèi)耗和外部或所謂的“粘性”阻尼空氣流體阻力引起的摩擦拖曳力是與運(yùn)動部件之間的相對速度成正比。假設(shè)含有阻尼的設(shè)備中配備“緩沖器”，“緩沖器”是由活塞和氣缸組成的，它使氣流從一個側(cè)面通過活塞與缸之間環(huán)形間隙空間流向另一側(cè)。一個緩沖器不能儲存能量，但只能耗散能量。

40、機(jī)床精度

現(xiàn)代機(jī)床是近乎完美的奇跡。考慮一個車床生產(chǎn)一個公差為50μm圓塊，這是預(yù)期的性能,它意味著機(jī)器要保持滑動工具和旋轉(zhuǎn)工件每邊差25μm得關(guān)系,同時要做一遍又一遍。那個維度是不到一半的一根頭發(fā)的厚度。

去車轉(zhuǎn)一個一邊寬差25μm圓快,工具必須先被調(diào)整,使之有12.5μm準(zhǔn)確的尺寸。這樣的一個微小數(shù)額是無法看見的,而現(xiàn)在的機(jī)器有夸大展示微小粗細(xì)視覺的操作。當(dāng)金屬被巨大的力在不同深度切割時,這臺機(jī)器必須引導(dǎo)工具沿著一條確定的導(dǎo)軌并保持工件穩(wěn)定，以便使工具和工件互不偏離超過12.5μm——這是不密切的工作。小于2.5微米的公差在某些操作中舉行

在運(yùn)行中的錯誤是由機(jī)械工件引起的，如(a)不準(zhǔn)確施工,(b)偏斜,(c)穿,(d)熱膨脹,(e)污垢,(f)操作人員失誤。好的設(shè)計(jì)和機(jī)器工具的操作取決于遵守使誤差小的原則。這些原則被發(fā)現(xiàn)于構(gòu)件、軸承、直學(xué)位和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,測量裝置、標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)良好的機(jī)器工具。

對于自動化機(jī)床用于控制誤差的設(shè)計(jì)尤其重要,如數(shù)控就比那些操作者可以彌補(bǔ)錯誤如簡單的手動機(jī)器人更注意控制誤差的設(shè)計(jì)

對于構(gòu)件，一個明顯的特征是各機(jī)床工具的剛性。許多標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床組件常被cast？,但是一些,尤其是特殊單元,則是通過鋼板和部分焊接在一起建立的。

機(jī)床設(shè)計(jì)彈性元件的剛度特性的一個目的是保持和維護(hù)真實(shí)小撓度的隊(duì)列。在機(jī)械原理表明,機(jī)器構(gòu)件的撓度與立方體它的深度方向的載荷成反比。因此,？？？（機(jī)部工具分是深的方向和重肋的主要力量,采取其他部隊(duì)和寬的時刻）？？？。

機(jī)床部件設(shè)計(jì)不僅要求堅(jiān)硬的,而是有更多的剛性與盡量少的重量。第一個顯著的原因是機(jī)器必會被移動,至少從是產(chǎn)地的地方移動到使用它的地方。第二個原因是剛性而又質(zhì)量小能避免振動,這能提高機(jī)器生產(chǎn)力。第三個原因則是移動的零件如果慣性小就比較容易精確控制, 在自動控制中特別重要。

對一個簡單的情況下,任何一個單自由度的物體有一個自然頻率即W n= k/m。因素m指的是構(gòu)件的質(zhì)量，而k則是與剛度成正比。因此,加強(qiáng)剛性與減小質(zhì)量,能提高其固有頻率。一個高固有頻率是需求的,因?yàn)樗灰妆怀Ｒ?guī)干擾影響。

導(dǎo)軌的制造對機(jī)械工具要求很高。導(dǎo)軌的要求是精度高，表面粗糙度低，摩擦力低價值和低磨損率

導(dǎo)軌的類型可分為存在滑動摩擦力的導(dǎo)軌也稱為抗磨導(dǎo)軌和存在滾動摩擦的導(dǎo)軌也稱為耐磨導(dǎo)軌。

有許多傳統(tǒng)的導(dǎo)軌被用于機(jī)床上。它們是V型滑槽,平面滑槽,燕尾槽。

反摩擦導(dǎo)軌在滑動構(gòu)件之間涉及中間滾動構(gòu)件（滾珠或滾柱）,從而減少摩擦。

旋轉(zhuǎn)工件或機(jī)床刀具被稱為主軸。今天大多數(shù)機(jī)床工具主軸以滾動軸承運(yùn)行。滾子軸承，通常是錐形的，用于在低速和中等速度時承重。球軸承運(yùn)行自如,能承受高速,并適合于低重承載。球軸承的精度最高，預(yù)裝和匹配套的選定都要盡量減少跳動。加壓氣體的高剛性，低摩擦滑動軸承用于高轉(zhuǎn)速主軸。

在操作過程中，機(jī)械工具發(fā)熱，溫度上升是沒有統(tǒng)一的規(guī)律。這意味著，一些工具的熱變化比其他的大，也會引起路線和設(shè)置的變化。最引人注目的是機(jī)床操作的前兩個小時，期間通常條件下溫度平衡后才達(dá)到狀態(tài)。轉(zhuǎn)速運(yùn)行在1000轉(zhuǎn)的車床可以作為一個例子。在第一個小時，主軸箱氣溫上升約17℃，主軸向上移動50微米，向側(cè)移動1 80微米。在第二個小時，主軸向上運(yùn)動10微米，向側(cè)移動2.5微米。房間溫度的變化也有一定影響;據(jù)報(bào)道一天日夜溫差4.5℃，引起了大型立式仿形車床移動80微米。一個熟練的操作者可以做很多，以補(bǔ)償溫度變化，但問題是自動化系統(tǒng)則很困難。

引起變形的熱源可能存在周圍環(huán)境、制造或加工過程和機(jī)械元件中,如軸承、電機(jī)等。一個明顯的補(bǔ)救方法是工作在安裝空調(diào)的房間或在冷卻劑、冷卻油、冷卻液工作區(qū)域內(nèi)。精密操作的機(jī)器最好是在工作前開啟同時在休息或午餐時保持其運(yùn)行。如電機(jī)等熱源可以從機(jī)器內(nèi)部移到機(jī)器外部。良好的機(jī)械設(shè)計(jì)需要考慮的熱變形,以這種方式提供充分散熱,加熱元件的維護(hù)工作溫度,并利用多種低膨脹合金。