第一篇：材料研發(fā)與機械設(shè)計

材料發(fā)展史與機械設(shè)計

摘要：材料是人類用于制造物品、器件、構(gòu)件、機器或其他產(chǎn)品的物質(zhì)。材料對于人類社會的發(fā)展是很重要的，而今人類已跨進了人工合成材料的新時代。金屬材料以及高分子材料、陶瓷材料、復合材料等新型材料得到迅速的發(fā)展，為現(xiàn)代社會的發(fā)展奠定了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。本文從材料研發(fā)的動力探討材料的發(fā)展史，以及對材料的一些看法。新材料的出現(xiàn)為機械設(shè)計人員提供了更多可行的設(shè)計方案，同時也因此出現(xiàn)了一大批新的高科技產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：材料發(fā)展史 材料研發(fā)動力 新材料與機械設(shè)計

1.材料的定義

材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱為材料。如燃料和化學原料、工業(yè)化學品、食物和藥物，一般都不算是材料。但是這個定義并不那么嚴格，如炸藥、固體火箭推進劑，一般稱之為“含能材料”，因為它屬于火炮或火箭的組成部分。

材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。20世紀70年代人們把信息、材料和能源譽為當代文明的三大支柱。80年代文明的三大支柱。80年代以高技術(shù)群為代表的新技術(shù)革命，又把新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)并列為新技術(shù)革命的重要標志。這主要是因為材料與國民經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)和人民生活密切相關(guān)。材料除了具有重要性和普遍性以外，還具有多樣性。由于材料多種多樣，分類方法也就沒有一個統(tǒng)一標準。

2.材料的發(fā)展簡史

人類社會的發(fā)展歷程伴隨著材料的發(fā)明和發(fā)展,是以材料為主要標志的。人類最早使用的材料是石頭、泥土、樹枝、獸皮等天然材料。由于火的使用，人類發(fā)明了陶瓷、瓷器，其后又發(fā)明了青銅器、鐵器。歷史上,材料被視為人類社會進化的里程碑。對材料的認識和利用的能力,決定著社會的形態(tài)和人類生活的質(zhì)量。歷史學家也把材料及其器具作為劃分時代的標志:如石器時代、青銅器時代、鐵器時代、高分子材料時代。

2.1 20世紀之前材料的發(fā)展

100萬年以前,原始人以石頭作為工具,稱舊石器時代。1萬年以前,人類對石器進行加工,使之成為器皿和精致的工具,從而進入新石器時代?，F(xiàn)在考古發(fā)掘證明我國在八千多年前已經(jīng)制成實用的陶器,在六千多年前已經(jīng)冶煉出黃銅,在四千多年前已有簡單的青銅工具,在三千多年前已用隕鐵制造兵器。我們的祖先在二千五百多年前的春秋時期已會冶煉生鐵,比歐洲要早一千八百多年以上。18世紀,鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,成為產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ)。19世紀中葉,現(xiàn)代平爐和轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的出現(xiàn),使人類真正進入了鋼鐵時代。與此同時,銅、鉛、鋅也大量得到應(yīng)用,鋁、鎂、鈦等金屬相繼問世并得到應(yīng)用。

直到20世紀中葉,金屬材料在材料工業(yè)中一直占有主導地位。20世紀中葉以后,科學技術(shù)迅猛發(fā)展,作為發(fā)明之母和產(chǎn)業(yè)糧食的新材料又出現(xiàn)了劃時代的變化。首先是人工合成高分子材料問世，并得到廣泛應(yīng)用。先后出現(xiàn)尼龍、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等塑料，以及維尼綸、合成橡膠、新型工程塑料、高分子合金和功能高分子材料等。僅半個世紀時間,高分子材料已與有上千年歷史的金屬材料并駕齊驅(qū),并在年產(chǎn)量的體積上已超過了鋼,成為國民經(jīng)濟、國防尖端科學和高科技領(lǐng)域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的發(fā)展。陶瓷是人類最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制備工藝的發(fā)展,使陶瓷材料產(chǎn)生了一個飛躍,出現(xiàn)了從傳統(tǒng)陶瓷向先進陶瓷的轉(zhuǎn)變,許多新型功能陶瓷形成了產(chǎn)業(yè),滿足了電力、電子技術(shù)和航天技術(shù)的發(fā)展和需要。

結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展，推動了功能材料的進步。20世紀初，開始對半導體材料進行研究。50年代，制備出鍺單晶，后又制備出硅單晶和化合物半導體等，使電子技術(shù)領(lǐng)域由電子管發(fā)展到晶體管、集成電路、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。半導體材料的應(yīng)用和發(fā)展，使人類社會進入了信息時代。

2.2 21世紀新材料的繼續(xù)發(fā)展

隨著科學技術(shù)的進步，產(chǎn)業(yè)用紡織品新材料不斷地呈現(xiàn)發(fā)展趨勢，用途也不斷向多種領(lǐng)域擴展。一些具有特殊功能的纖維，如芳綸、聚苯硫醚、碳纖維等，雖然價格較貴，但在環(huán)境保護、節(jié)能減排、阻燃耐高溫等領(lǐng)域仍被市場看好。建筑與紡織的聯(lián)姻是最近幾年才有的。將纖維放入混凝土中，起到增強建筑強力、抗老化的效果，已經(jīng)取得了成效，在奧運場館的建設(shè)中，這樣的實例不少。但是，作為建筑行業(yè)使用的防火、阻燃材料紡織品，還沒有引起足夠的重視。環(huán)保低碳是當今世界主流，減少碳排放是國家長期目標。由于聚苯硫醚（PPS）纖維具有耐磨損、高熔點（200度不熔化）和穩(wěn)定性的特征，為工業(yè)除塵首選材料，在中國煤炭、電力、水泥行業(yè)被廣泛使用，充當減排的“尖兵”

3.材料研發(fā)的動力

3.1人類社會生活的需要

100萬年前，那是人類的生產(chǎn)水平還很低，而且那時的地球的生存環(huán)境也很惡劣。時不時就有猛獸出現(xiàn)。人類自身的力量是很有限的，為了生存就必須讓自身強大起來。于是人類開始學會制造工具，這也是與動物的區(qū)別。于是石頭就成為了主要的工具，可以用來驅(qū)趕野獸，也可以用來砍伐。隨著人類社會的發(fā)展，開始出現(xiàn)以石頭為材料的打磨過的工具。這時人類社會生產(chǎn)水平也開始漸漸提高了。于是更多的材料被人類開發(fā)利用了，如銅礦、鐵礦。而現(xiàn)代生活水平的提高，就和更多的材料被發(fā)現(xiàn)息息相關(guān)了。如現(xiàn)在的高樓大廈，其中水泥這種材料的發(fā)明就起著不可替代的作用。

3.2戰(zhàn)爭的需要

自人類出現(xiàn)以來，戰(zhàn)爭就一直沒有停止過。戰(zhàn)爭和文明始終交錯，既對人類文明的發(fā)展和進步起著催化和促進作用，又時刻威脅著人類自身的生存。戰(zhàn)爭伴隨社會的革命，帶來新的格局。古代各個部落之間的戰(zhàn)爭，促進了民族的融合和國家的形成，也是民族大遷徙直接原因；國家內(nèi)部不同民族之間的戰(zhàn)爭，促成民族的獨立和新生國家的誕生；國家內(nèi)部政治集團之間的戰(zhàn)爭，促成政權(quán)的更迭，如國共內(nèi)戰(zhàn)。

戰(zhàn)爭給人類帶來災難的同時也促進了人類社會文明的發(fā)展。為了使自己一方在大型戰(zhàn)爭中處于有利位置，武器的精良有很大的關(guān)系。歷史上秦朝滅六國，統(tǒng)一天下其武器在當時也應(yīng)該是很先進的。而為了制造更加強大的武器，就需要很好的材料。于是在這種全民戰(zhàn)爭的情況下，為了武器的需要，會有一大批科學家需找各種材料。

3.3對某一特定功能的需要

人類很多需要的材料，往往不能從自然界直接獲得。如人的骨頭缺失了。但人們就是善于發(fā)現(xiàn)新的材料?，F(xiàn)在的人造骨是一種具有生物功能的新型無機非金屬材料，它類似于人骨和天然牙的性質(zhì)的結(jié)構(gòu)，人造骨可以依靠從人體體液補充某些離子形成新骨，可在骨骼接合界面發(fā)生分解、吸收、析出等反應(yīng)，實現(xiàn)骨骼牢固結(jié)合。人造骨植入人體內(nèi)，需要人體中的Ca2+與PO4 3-離子形成新骨。人們?yōu)榱四軌虬肯栌谔眨托枰心透邷氐暮教炱?，于是一些耐高溫的陶瓷材料就被發(fā)明了。

3.4人類對社會經(jīng)濟的追求

一個國家的國民經(jīng)濟是很重要的。正所謂落后就要挨打。在如今復雜的國際局勢，各國都在努力發(fā)展本國的經(jīng)濟，提高自己的綜合實力，使得自己在國際上有一席之地。而在提高經(jīng)濟中有一重要的因素是提高生產(chǎn)效率，減小資源的消耗。于是就又有一些新材料被人類所發(fā)現(xiàn)和利用了。

3.5材料科學家對科學的不斷追求

現(xiàn)在很多新的材料，往往是科學家們經(jīng)過無數(shù)的實驗和研究才得出的。并且后來用于生活，給生活帶來了極大的便利。如半導體的發(fā)明，才有了現(xiàn)在家喻戶曉的計算機。如果不是科學家們不斷的追求，就不會有這么多新材料的發(fā)明。

4.新材料與機械設(shè)計

4.1新材料的出現(xiàn)

進入20世紀，隨著科學技術(shù)發(fā)展，人們在傳統(tǒng)材料的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代科技的研究成果，開發(fā)出新材料。新材料按組分，有金屬材料、無機非金屬材料（如陶瓷、砷化鎵半導體等）、有機高分子材料、先進復合材料四大類。按材料性能分，有結(jié)構(gòu)材料和功能材料。結(jié)構(gòu)材料主要是利用材料的力學和理化性能，以滿足高強度、高剛度、高 硬度、耐高溫、耐磨、耐蝕、抗輻照等性能要求；功能材料主要是利用材料具有的電、磁、聲、光熱等效應(yīng)，以實現(xiàn)某種功能，如半導體材料、磁性材料、光敏材料、熱敏材料、隱身材料和制造原子彈、氫彈的核材料等。

4.2因新材料而設(shè)計的產(chǎn)品

復合新材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復合而成。20世紀40年代，發(fā)展了玻璃纖維增強塑料（俗稱玻璃鋼），對航空工業(yè)有很大的促進作用。從此出現(xiàn)了復合材料這一名稱。超高分子量聚乙烯纖維的比強度在各種纖維中位居第一，尤其是它的抗化學試劑侵蝕性能和抗老化性能優(yōu)良。它還具有優(yōu)良的高頻聲納透過性和耐海水腐蝕性，許多國家已用它來制造艦艇的高頻聲納導流罩，大大提高了艦艇的探雷、掃雷能力，在國內(nèi)思嘉新材料開發(fā)的復合新材料代表了國內(nèi)的較高水平。除在軍事領(lǐng)域，在汽車制造、船舶制造、醫(yī)療器械、體育運動器材等領(lǐng)域超高分子量聚乙烯纖維也有廣闊的應(yīng)用前景。該纖維一經(jīng)問世就引起了世界發(fā)達國家的極大興趣和重視。把超導體應(yīng)用于發(fā)電、輸電和儲能以及超導計算機，使計算機的速度大大提高等等。

4.3新材料與機械設(shè)計的關(guān)系

機械設(shè)計是根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構(gòu)思、分析和計算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程。而最終要出產(chǎn)品時是和材料密切相關(guān)的。如果沒有機械設(shè)計，空有材料是發(fā)揮不了太多作用的，同時有了機械設(shè)計而沒有很好的或合適的材料也是不行的。隨著新材料的出現(xiàn)，使得人們可以設(shè)計一些在極端環(huán)境下工作的機械產(chǎn)品，如航天器，如果沒有耐高溫的陶瓷這種新從材料是得不到我們想要的產(chǎn)品的，以及納米機器人也是如此。可以說是新材料的出現(xiàn)才使得機械設(shè)計人員設(shè)計出更多有用的產(chǎn)品。

5.結(jié)束語

如今隨著科技的發(fā)展，世界上幾乎每天都有新的材料被發(fā)現(xiàn)和合成，同時它們也會有一些新的特性。大力加強能源材料、超導材料的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，擴大它們的應(yīng)用領(lǐng)域，把21世紀的材料科學與機械工程推進到一個新的水平。新材料和高技術(shù)是材料科學研究的核心，兩者之間密切相關(guān)，新材料研究需要高技術(shù)，新材料本身必須依托于高技術(shù)，同時新材料為機械設(shè)計的發(fā)展提供了載體。未來也一定會有更多的新材料，并且以這些材料設(shè)計出更多符合人們所需要的產(chǎn)品。

6.致謝

感謝廣州大學圖書館、互聯(lián)網(wǎng)以及同學老師的幫助。

7.參考文獻

[1]姚可夫.《工程材料》北京：清華大學出版社，2009 http://baike.baidu.com/view/270442.htm http://baike.baidu.com/view/145972.htm http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%88%98%E4%BA%89 http://wenku.baidu.com/view/4eaa3fabd1f34693daef3e40.html

第二篇：機械設(shè)計考試題與答案

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》期末考試試題一

一、填空題(每空1分，共30分)

12、運動副是使兩構(gòu)件________，同時又具有_________的一種聯(lián)接。平面運動副可分為________和_______。

3、機構(gòu)處于壓力角α=_________時的位置，稱機構(gòu)的死點位置。曲柄搖桿機構(gòu)，當曲柄為原動件時，機構(gòu)______死點位置，而當搖桿為原動件時，機構(gòu)______死點位置。

4、繪制凸輪輪廓曲線，需已知__________、___________和凸輪的轉(zhuǎn)向。

5、為保證帶傳動的工作能力，一般規(guī)定小帶輪的包角α≥__________。

6、漸開線標準直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件為______和______分別相等。

7．斜齒圓柱齒輪的重合度______直齒圓柱齒輪的重合度，所以斜齒輪傳動______，承載能力______，可用于____________的場合。

10.按軸的承載情況不同，可以分為轉(zhuǎn)軸、________、_________。

二、判斷題(每題1分，共10分)

1、所有構(gòu)件一定都是由兩個以上零件組成的。（）

2、鉸鏈四桿機構(gòu)中，傳動角γ越大，機構(gòu)傳力性能越高。（）

3、凸輪機構(gòu)中，從動件按等速運動規(guī)律運動時引起剛性沖擊。（）

5、定軸輪系的傳動比等于始末兩端齒輪齒數(shù)之反比。（）

6、在直齒圓柱齒輪傳動中，忽略齒面的摩擦力，則輪齒間受有圓周力、徑向力和軸向力三個力作用。（）

7、蝸桿傳動一般用于傳動大功率、大速比的場合。（）

10、在相同工作條件的同類型滾動軸承，通常尺寸越大，其壽命越長。（）

三、選擇題(每空2分，共20分)

1、若機構(gòu)由n個活動構(gòu)件組成，則機構(gòu)自由度為（）

A、>3n

B、=3n

C、<3n

2、為使機構(gòu)順利通過死點，常采用在高速軸上裝什么輪增大慣性？（）

A、齒輪 B、飛輪 C、凸輪

5、帶傳動的中心距過大將會引起什么不良后果？（）

A、帶產(chǎn)生抖動 B、帶易磨損 C、帶易疲勞斷裂

6、漸開線在基圓上的壓力角?為多大？（）

A、0° B、20° C、90°

7、蝸桿傳動傳動比的正確計算公式為（）

A、i12?ddz2i12?2i12?1dC、d2 zB、10、剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器的主要區(qū)別是什么?

（）

A、性聯(lián)軸器內(nèi)有彈性元件，而剛性聯(lián)軸器內(nèi)則沒有

B、性聯(lián)軸器能補償兩軸較大的偏移，而剛性聯(lián)軸器不能補償 C、性聯(lián)軸器過載時打滑，而剛性聯(lián)軸器不能

四、簡答題(每題3分，共12分)

1、說出凸輪機構(gòu)從動件常用運動規(guī)律，沖擊特性及應(yīng)用場合。

2、說明帶的彈性滑動與打滑的區(qū)別

五、計算題(每題7分，共28分)

2、已知四桿機構(gòu)中各構(gòu)件長度LAB=55mm, LBC=40mm, LCD=50mm, LAD=25mm。要求：（1）指出連架桿存在曲柄的條件（2）哪個構(gòu)件固定可以獲得曲柄搖桿機構(gòu)？哪個構(gòu)件固定可以獲得雙搖桿機構(gòu)？哪個構(gòu)件固定可以獲得雙曲柄機構(gòu)？

3、已知圖示的輪系中各齒輪的齒數(shù)為Z1=15，Z2=20，Z2′=65，Z3=20，Z3′=15，Z4=65，試求輪系的傳動比i1H。

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》期末考試試題一答案

一、填空題（每空1分，共30分）

1、運動、制造、通用、專用、裝配

2、接觸、確定相對運動、低副、高副 3、90°、無、有

4、基圓半徑、從動件運動規(guī)律 5、120°

6、模數(shù)、壓力角

7、大于、平穩(wěn)、高、高速重載

8、可拆、不可拆、可拆連接

9、螺紋副的相對運動、摩擦力防松、機械防松、其它方法防松

10、心軸、傳動軸

二、判斷題（每題1分，共10分）

1、×

2、√

3、√

4、×

5、×

6、×

7、×

8、×

9、√

10、√

三、單項選擇題（每題2分，共20分）

1、C

2、B

3、C

4、C

5、A

6、A

7、A

8、C

9、A

10、A

四、簡答題（每題3分，共12分）

1、說出凸輪機構(gòu)從動件常用運動規(guī)律，沖擊特性及應(yīng)用場合。

答：等速運動規(guī)律、等加速等減速運動規(guī)律、簡諧運動規(guī)律（余弦加速度運動規(guī)律）、擺線運動規(guī)律（正弦加速度運動規(guī)律）；等速運動規(guī)律有剛性沖擊，用于低速輕載的場合；等加速等減速運動規(guī)律有柔性沖擊，用于中低速的場合；簡諧運動規(guī)律（余弦加速度運動規(guī)律）當有停歇區(qū)間時有柔性沖擊，用于中低速場合、當無停歇區(qū)間時無柔性沖擊，用于高速場合；擺線運動規(guī)律（正弦加速度運動規(guī)律）無沖擊，用于高速場合。

2、說明帶的彈性滑動與打滑的區(qū)別

答：彈性滑動是由于帶傳動時的拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就存在著拉力差，所以彈性滑動是不可避免的；而打滑是由于過載引起的，只要不過載，就不產(chǎn)生打滑，所以，打滑是可以避免的。

3、為什么閉式蝸桿傳動必須進行熱平衡計算？

蝸桿傳動存在著相對滑動，摩擦力大，又因為閉式蝸桿傳動散熱性差，容易產(chǎn)生膠合，所以要進行熱平衡計算。

4、軸上零件的軸向固定方法主要有哪些種類?各有什么特點?（指出四種以上）軸向固定：軸肩、軸環(huán)、軸套、軸端擋板、彈性檔圈

軸肩、軸環(huán)、軸套固定可靠，可以承受較大的軸向力；彈性檔圈固定可以承受較小的軸向力；軸端擋板用于軸端零件的固定。

五、計算題（每題7分，共28分）

1、解：機構(gòu)具有確定相對運動的條件是：機構(gòu)的自由度數(shù)等于機構(gòu)中接受外界給定運動規(guī)律的原動件的個數(shù)。

機構(gòu)中，n=9，Pl=12，PH=1 F＝3n－2Pl－PH=2＝W>0，所以機構(gòu)運動確定。C處復合鉸鏈，E處虛約束，F(xiàn)處局部自由度

2、連架桿是曲柄的條件：（1）構(gòu)件的長度和條件：最短構(gòu)件與最長構(gòu)件長度之和小于等于另外兩構(gòu)件的長度之和；（2）最短構(gòu)件條件：連架桿和機架之一為最短構(gòu)件

取AD為機架，得雙曲柄機構(gòu)；取AB或CD為機架，得曲柄搖桿機構(gòu)；取BC為機架，得雙搖桿機構(gòu)。

3、定軸輪系傳動比i12=n1/n2=z2/z1=4/3，n2=0.75n1

行星輪系傳動比i2′4=(n2′-nH)/(n4-nH)= z3.z4/z2’.z3’=4/3 將n2’＝n2=0.75n1，n4=0代入上式，得i1H＝n1/nH＝-4/9

4、P＝12.566mm，m=4mm;分度圓直徑d=mz=4╳25=100mm;基圓直徑db=dcos20o=94mm;齒頂圓直徑da=m(Z+2ha﹡)=108mm;齒根圓直徑df= m(Z－2ha﹡－2c﹡)=90mm;齒高h=(2ha﹡ +c﹡)=9mm;齒厚s=0.5p=6.283mm H

第三篇：機械設(shè)計與制造英文翻譯

外文翻譯

How to extend the service life of bearing Nature's harsh working conditions can lead to the failure of bearing, but if you follow some simple rules, opportunities for normal operation of the bearing can be improved.In the using process of bearing,extreme neglect in a bearing leads to overheating and possibly seizure or, at worst, an explosion.But even a failed bearing leaves clues as to what went wrong.After a little detective work, action can be taken to avoid a repeat performance.Some of the reasons for bearing failure, but common is incorrect use of improper use, pollution, lubricants, loading and unloading or handling damage and installation error, etc.The problem is often not difficult to diagnose, because of a failed bearing usually leaving the slightest trace what went wrong.However，while a postmortem yields good information，it is better to avoid the process altogether by specifying the bearing correctly in The first place．To do this，it is useful to review the manufacturers sizing guidelines and operating characteristics for the selected bearing.Equally important is the research requirement of noise, torque, beating, and possible exposure to pollutants, hostile liquid, and extreme temperatures.Whether can provide further clues bearing is suitable for this work.bearing failure reason

environmental vibration.Also a light preload on the bearing helps keep the balls and raceway in tight contact.Preloading also helps prevent false brinelling during transit.Seizures can be caused by a lack of internal clearance, improper lubrication, or excessive loading.Before seizing, excessive, friction and heat softens the bearing steel.Overheated bearings often change color，usually to blue-black or straw colored．Friction also causes stress in the retainer，which can break and hasten bearing failure．

Premature material fatigue is caused by a high load or excessive preload．When these conditions are unavoidable，bearing life should be carefully calculated so that a maintenance scheme can be worked out．

Another solution for fighting premature fatigue is changing material．When standard bearing materials，such as 440C or SAE 52100，do not guarantee sufficient life，specialty materials can be recommended.In addition，when the problem is traced back to excessive loading，a higher capacity bearing or different configuration may be used．

Creep is less common than premature fatigue．In bearings．it is caused by excessive clearance between bore and shaft that allows the bore to rotate on the shaft．Creep can be expensive because it causes damage to other components in addition to the bearing．

0ther more likely creep indicators are scratches，scuff marks，or discoloration to shaft and bore．To prevent creep damage，the bearing housing and shaft fittings should be visually checked．

Misalignment is related to creep in that it is mounting related．If races are misaligned or cocked．The balls track in a noncircumferencial path．The problem is incorrect mounting or tolerancing，or insufficient squareness of the bearing mounting site．Misalignment of more than 1/4·can cause an early failure．

Contaminated lubricant is often more difficult to detect than misalignment or creep．Contamination shows as premature wear．Solid contaminants become an abrasive in the lubricant．In addition。

tolerate only minimal deflections to maintain precision cuts．Consequently, bearings are manufactured with low NRR just for machine-tool applications．

Contamination is unavoidable in many industrial products，and shields and seals are commonly used to protect bearings from dust and dirt．However，a perfect bearing seal is not possible because of the movement between inner and outer races．Consequently，lubrication migration and contamination are always problems．

Once a bearing is contaminated, its lubricant deteriorates and operation becomes noisier．If it overheats，the bearing can seize．At the very least，contamination causes wear as it works between balls and the raceway，becoming imbedded in the races and acting as an abrasive between metal surfaces．Fending off dirt with seals and shields illustrates some methods for controlling contamination．

Noise is as an indicator of bearing quality．Various noise grades have been developed to classify bearing performance capabilities．

Noise analysis is done with an Anderonmeter, which is used for quality control in bearing production and also when failed bearings are returned for analysis.A transducer is attached to the outer ring and the inner race is turned at 1,800rpm on an air spindle.Noise is measured in andirons, which represent ball displacement in μm/rad.With experience, inspectors can identify the smallest flaw from their sound.Dust, for example, makes an irregular crackling.Ball scratches make a consistent popping and are the most difficult to identify.Inner-race damage is normally a constant high-pitched noise, while a damaged outer race makes an intermittent sound as it rotates.Bearing defects are further identified by their frequencies.Generally, defects are separated into low, medium, and high wavelengths.Defects are also referenced to the number of irregularities per revolution.

事后的調(diào)查分析提供出寶貴的信息時，最好首先通過正確地選定軸承來完全避免失效的發(fā)生。為了做到這一點，再考察一下制造廠商的尺寸定位指南和所選軸承的使用特點是非常重要的。同樣重要的是噪聲的研究要求,轉(zhuǎn)矩,跳動,以及可能的暴露于污染物,敵對的液體,和極端溫度。這可以提供進一步的線索軸承是否適合工作。

軸承失效的原因

大約40%的球軸承故障是由污染引起的灰塵、污垢,刨花和腐蝕。污染也導致轉(zhuǎn)矩和噪聲問題,往往是由于操作不當或應(yīng)用程序。由環(huán)境和污染所產(chǎn)生的軸承失效是可以預防的，而且通過簡單的肉眼觀察是可以確定產(chǎn)生這類失效的原因。進行后期給出了尋找失敗或失敗的軸承,然后理解失敗背后的機制,如滲碳硬化或疲勞,有助于消除問題的根源。

只要使用和安裝合理，軸承的剝蝕是容易避免的。剝蝕的特征是在軸承圈滾道上留有由沖擊載荷或不正確的安裝產(chǎn)生的壓痕。剝蝕通常是在載荷超過材料屈服極限時發(fā)生的。如果安裝不正確從而使某一載荷橫穿軸承圈也會產(chǎn)生剝蝕。軸承圈上的壓坑還會產(chǎn)生噪聲、振動和附加扭矩。

類似的一種缺陷是當軸承不旋轉(zhuǎn)時由于滾珠在軸承圈間振動而產(chǎn)生的橢圓形壓痕。這種破壞稱為低荷振蝕。這種破壞在運輸中的設(shè)備和不工作時仍振動的設(shè)備中都會產(chǎn)生。此外，低荷振蝕產(chǎn)生的碎屑的作用就象磨粒一樣，會進一步損害軸承。與剝蝕不同，低荷振蝕的特征通常是由于微振磨損腐蝕在潤滑劑中會產(chǎn)生淡紅色。

扭矩要求是由潤滑劑、保持架、軸承圈質(zhì)量（彎曲部分的圓度和表面加工質(zhì)量）以及是否使用密封或遮護裝置來決定。潤滑劑的粘度必須認真加以選擇，因為不適宜的潤滑劑會產(chǎn)生過大的扭矩，這在小型軸承中尤其如此。另外，不同的潤滑劑的噪聲特性也不一樣。舉例來說，潤滑脂產(chǎn)生的噪聲比潤滑油大一些。因此，要根據(jù)不同的用途來選用潤滑劑。

在軸承轉(zhuǎn)動過程中，如果內(nèi)圈和外圈之間存在一個隨機的偏心距，就會產(chǎn)生與凸輪運動非常相似的非重復性振擺（NRR）。保持架的尺寸誤差和軸承圈與滾珠的偏心都會引起NRR。和重復性振擺不同的是，NRR是沒有辦法進行補償?shù)摹?/p>

在工業(yè)中一般是根據(jù)具體的應(yīng)用來選擇不同類型和精度等級的軸承。例如，當要求振擺最小時，軸承的非重復性振擺不能超過0.3微米。同樣，機床主軸只能容許最小的振擺，以保證切削精度。因此在機床的應(yīng)用中應(yīng)該使用非重復性振擺較小的軸承。

在許多工業(yè)產(chǎn)品中，污染是不可避免的，因此常用密封或遮護裝置來保護軸承，使其免受灰塵或臟物的侵蝕。但是，由于軸承內(nèi)外圈的運動，使軸承的密封不可能達到完美的程度，因此潤滑油的泄漏和污染始終是一個未能解決的問題。

一旦軸承受到污染，潤滑劑就要變質(zhì)，運行噪聲也隨之變大。如果軸承過熱，它將會卡住。當污染物處于滾珠和軸承圈之間時，其作用和金屬表面之間的磨粒一樣，會使軸承磨損。采用密封和遮護裝置來擋開臟物是控制污染的一種方法。

噪聲是反映軸承質(zhì)量的一個指標。軸承的性能可以用不同的噪聲等級來表示。

噪聲的分析是用安德遜計進行的，該儀器在軸承生產(chǎn)中可用來控制質(zhì)量，也可對失效的軸承進行分析。將一傳感器連接在軸承外圈上，而內(nèi)圈在心軸以1800r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。測量噪聲的單位為anderon。即用um/rad表示的軸承位移。

根據(jù)經(jīng)驗，觀察者可以根據(jù)聲音辨別出微小的缺陷。例如，灰塵產(chǎn)生的是不規(guī)則的劈啪聲；滾珠劃痕產(chǎn)生一種連續(xù)的爆破聲，確定這種劃痕最困難；內(nèi)圈損傷通常產(chǎn)生連續(xù)的高頻噪聲，而外圈損傷則產(chǎn)生一種間歇的聲音。

第四篇：機械設(shè)計小結(jié)與心得

機械設(shè)計小結(jié)

經(jīng)過了這一段時間，在指導老師的熱心幫助下和我自己的努力下完成了這次論文。在這過程中，我把作業(yè)所涉及到的課本都系統(tǒng)地復習了一遍，有的比以前學的更透徹，而且有了整體概念。同時還把這些課本的內(nèi)容都聯(lián)系了起來，整合到了一份作業(yè)上，“機”與“電”的整合，“理論”與“實踐”的整合，“技術(shù)”與“經(jīng)驗”的整合，真可謂全兵演練，真的受益非淺。然而，通過這次作業(yè)也暴露出了我的許多不足之處，概念模糊、工作原理搞不清、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、缺乏創(chuàng)新理念等等。這些不足在以后的工作中肯定起到很大的反作用，阻礙工作進展，所以我會狠下功夫，改掉這些不足。

在學習和生活期間，我始終感受著導師的精心指導和無私的關(guān)懷，我受益匪淺，此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。同時我在網(wǎng)上也搜集了不少資料，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成?？傊?通過這么長時間的合作我們的團體結(jié)合力得到了近一步的提高.在每個地方我門都要注意團結(jié)精神,跟同事的和睦相處也是必不可少的。

盡管這次作業(yè)的時間是漫長的,過程是曲折的,但我的收獲還是很大的.不僅僅掌握了四連桿執(zhí)行機構(gòu)和帶傳動以及齒輪,蝸桿傳動機構(gòu)的設(shè)計步驟與方法;也不僅僅對制圖有了

更進一步的掌握;matlab和auto cad ,word這些僅僅是工具軟件,熟練掌握也是必需的.對我來說,收獲最大的是方法和能力.那些分析和解決問題的方法與能力.在整個過程中,我發(fā)現(xiàn)像我們這些學生最最缺少的是經(jīng)驗,沒有感性的認識,空有理論知識,有些東西很可能與實際脫節(jié).總體來說,我覺得做這種類型的作業(yè)對我們的幫助還是很大的,它需要我們將學過的相關(guān)知識都系統(tǒng)地聯(lián)系起來,從中暴露出自身的不足,以待改進.有時候,一個人的力量是有限的,合眾人智慧,我相信我們的作品會更完美!

第五篇：機械設(shè)計與制造簡介

機械設(shè)計與制造簡介

培養(yǎng)掌握機械產(chǎn)品與工裝的設(shè)計與制造，計算機輔助機械設(shè)計和信息處理，機械零件制造工藝方案設(shè)計和現(xiàn)場實施，機加車間生產(chǎn)過程管理，普通機床和數(shù)控機床的操作，機械設(shè)備的調(diào)試、維護和管理，機械產(chǎn)品的營銷及售后服務(wù)的高素質(zhì)技能型專門人才。畢業(yè)后可在機械相關(guān)行業(yè)及制造企業(yè)從事機械零件測繪、造型設(shè)計、生產(chǎn)現(xiàn)場管理、加工工藝編制、質(zhì)量檢測控制、普通機械加工設(shè)備、數(shù)控機械加工設(shè)備的安裝、操作、調(diào)試、維護和管理，機械產(chǎn)品營銷及售后服務(wù)等工作。

主要課程：機械制圖和AutoCAD及零件測繪、公差配合與技術(shù)測量、工程力學、（UG NX）或（Pro/E）產(chǎn)品三維造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械工程材料及成形工藝基礎(chǔ)、機械制造工藝學、金屬切削原理與機床、機床夾具設(shè)計、數(shù)控加工工藝與編程、數(shù)控加工自動編程、機電產(chǎn)品市場營銷等。