機(jī)械工程專業(yè)英語參考譯文

1、機(jī)械工程專業(yè)英語參考譯文高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)新編系列教材(供教師及學(xué)生使用)黃運(yùn)堯 黃 威司徒忠 李翠瓊武漢理工大學(xué)出版社目錄編譯者的話第1章 材料和熱加工 第1課 機(jī)械學(xué)的基本概念 第2課 塑性理論的基本假設(shè) 第3課 有限元優(yōu)化的應(yīng)用 第4課 金屬 第5課 金屬和非金屬材料 第6課 塑料和其他材料 第7課 模具的壽命和失效 第8踩 冷加工和熱加工 第9踩 鑄造 第10課 制造中的金屬成形工藝 第11課 緞選 第12課 鍛造的優(yōu)點(diǎn)和工作原理 第13課焊接 第14課 熱處理第二章 機(jī)構(gòu)和機(jī)器原理。 第15課 機(jī)構(gòu)介紹。 第16課 運(yùn)動分析 第l7課 運(yùn)動的綜合 第18課 凸輪和齒輪

2、 第19課 螺紋件，緊固件和聯(lián)接件 第20課 減(耐)摩擦軸承* 第2l課 斜齒輪、蝸桿蝸輪和錐齒輪 第22課 軸、離合器和制動器第三章 機(jī)床 第23課 機(jī)床基礎(chǔ) 第24課 車床 第25課 牛頭刨、鉆床和銑床 第36課 磨床和特種金屬加工工藝第四章 切削技術(shù)和液壓“ 第27課 加工基礎(chǔ) 第28課 基本的機(jī)械加工參數(shù) 第29課 切削參數(shù)的改變對溫度的影響第30課 刀具的磨損第31課 表面稍整加工機(jī)理第32課 極限和公差“第33課 尺寸控制和表面桔整”第34課 自動央具設(shè)計(jì)“第36課 變速液壓裝置 策37課 電液伺服系統(tǒng)。第五章 機(jī)械電子技術(shù) 第38課 專家系統(tǒng)。 第3D課 建筑機(jī)器人 第40課

3、微機(jī)為基礎(chǔ)的機(jī)器人模擬 第41課 機(jī)器人學(xué)的定義和機(jī)器入系統(tǒng) 第42課 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)(1) 第43課 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)(x) 第44課 可編程控制器 第45課 CADCAM計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 第46課 計(jì)算機(jī)數(shù)控和直接數(shù)控，CNC和DNC 第47課 加工過程的數(shù)控 第48課 柔性制造系統(tǒng) 第仍課 交互式編程系統(tǒng) 第50課 在振動分析方面的計(jì)算機(jī)技術(shù) 策51課 壓力傳感器 第52課 反饋元件 第53課 現(xiàn)代按制理論概述 第54課 管理上采取了新的措施 來自福持汽第六章 英文科技文獻(xiàn)和專利文獻(xiàn)的查閱 61 常見科技文獻(xiàn)及其查閱 62 專利文獻(xiàn)概述第七章 英文科拉論文寫作 71 標(biāo)題與摘要寫法 7

4、2 正文(body)的組織與寫法 73 致謝、附錄及參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)第1章 材料和熱加工機(jī)械學(xué)的基本概念功是力乘以該力作用在物體上佼物體移動的距離。功用公斤·米來表示。l公斤米等于I公斤力作用于物體上使物體移動1米的距離。例如，一項(xiàng)工作需要提升一臺300公斤重的設(shè)備到兩米半高的卡車上，那么就需要750公斤·米的功。由于沒有一個人能直接舉升別o公斤重，因此必須使用一種裝置去調(diào)節(jié)所需要的可以控制的作用力。常見的裝置是一個斜面一在這個例子中，一個傾斜在地面動卡車之勾的承載斜板如果斜板有1G米長，摩擦力忽略，那么就需要75公斤的力將機(jī)器該上斜板。總功仍然是7jN?斤·米L

5、用75公斤乘以10米)，但作用力已經(jīng)被改變，于是乎共所需的最大外力僅僅是75公斤。 使所需的作用力減少，同時這個較小的作用力使所通過的距離增加，這樣的裝且被稱為力放大器。機(jī)器裝且也可放大速度和距離。掃帚就是一個速度和距離放大器的例子。因?yàn)樗言谑直陷斎氲牧途嚯x在掃帚的民部轉(zhuǎn)變成較小的力和較長的距離。由于與輸入距離的同樣時間里掃帚的尾部走過較大的距離，因此共速度也就增加廠。機(jī)器裝置除了放大力和距離之外，也能改變運(yùn)動的方向。 效率和機(jī)械效益是用來測定機(jī)械裝置性能的。效率定義為輸出的相對有用的機(jī)械功，它以占輸入功的百分率來表示。效5P總是要比100小，岡為運(yùn)動零件之間有皮擦損失。像剛才所舉的那部

6、機(jī)器的例子那樣，如果某些人把該機(jī)器治上斜板，他們可能發(fā)現(xiàn)那要花84公斤的力。這9公斤的差額就是需去克服滾子和軸承阻力的力。在這種情況下該機(jī)器裝置將具有89的效率。如果他們在沒有被子情況下，把冷凍機(jī)滑移上斜板，所需的力可能是215公斤或更大，那么效率就小于35。理想機(jī)械效益是忽略摩擦損失并等于掐入力移動的距離除以負(fù)載移動的有效距離。作為力放大裝置，輸入的距離要比負(fù)載的距離大，而理想的機(jī)械效益是比1要大的。在承載斜板例子中，該理想機(jī)械效益是4，因?yàn)樵撦斎刖嚯x是10米，(斜板長度)而有救負(fù)載移距是25米(該負(fù)載移動的垂直距離)。斜面就是一個力放大裝置。作為速度放大裝置，輸入距離是要比負(fù)載距離小的，而

7、理想的機(jī)械效益亦比1要小。簡易改變運(yùn)動方向的機(jī)器裝置具有一個等于1的理想機(jī)械效益。其實(shí)際機(jī)械效益包括了摩擦損失并等于實(shí)際輸出力除以實(shí)際輸入力。在承載斜板例子中的實(shí)際機(jī)械效益在有滾子條件下，大約是36，無滾子條件下，大約是14。第2課 塑性理論的基本假設(shè) 在金屬成形中應(yīng)用塑性理論的目的是要探索金屬成形的塑性變形機(jī)理。這樣，調(diào)研可提供以下的分析和判斷：(a)金屬的流動性(速度、應(yīng)變和應(yīng)變率)，(b)溫度和熱傳導(dǎo)，(c)材料強(qiáng)度的局部變化或流動應(yīng)力和(d)應(yīng)力，成形中的負(fù)載、壓力和能量。這樣變形機(jī)理就可提供決斷：金屑如何流動，借助塑性成形可如何去獲得所希望的幾何形狀以及用成形方法生產(chǎn)出的零件具有什么

8、樣的機(jī)械性能。 為了建立金屬變形的可控制的數(shù)字模型(曲線圖形)，作出以下幾個簡化的但是合理的假設(shè)， 1)忽略彈性變形。然而當(dāng)必要時，彈性復(fù)原(例如，彎曲回彈情況和加工中的彈性彎曲(例如，成形加工精度非常接近公差)定要考慮； 2)作為一種連續(xù)體來考慮材料變形(如結(jié)晶，而晶間疏松和位錯是不加考慮的)； 3)單向拉伸或壓縮試驗(yàn)與多向變形條件下的流動應(yīng)力相互有關(guān)； 4)各向異性和Baus chl“Bef效應(yīng)忽略不計(jì)； 5)體積保持恒定； 6)用簡化法來表示摩擦，如用coulomb7s定律法或用恒剪切應(yīng)力法。這將在后面進(jìn)行討論。 在壓縮應(yīng)力狀態(tài)下的金屬特性更加復(fù)雜。這可以從一金屬圓柱休試樣在兩個模板之間

9、被壓縮時怎樣發(fā)生變化的分析中可以看得出來。當(dāng)工件達(dá)到金屬的屈服應(yīng)力的應(yīng)力狀態(tài)時，塑性交形就開始發(fā)生。當(dāng)試樣高度降低時，試祥隨著橫截面的增加而內(nèi)外擴(kuò)展。這種塑性變形在克服工件和模板的兩瑞之間的摩擦力中發(fā)生。該金屑變形狀態(tài)是受到其復(fù)雜應(yīng)力體系所支配。這應(yīng)力體系可從單一的、單向的到三維的即三向發(fā)生變化。有一個由模板施加的應(yīng)力和有兩個由摩擦反力引起的應(yīng)力。如果模板與工件間無摩擦，工件就在單向壓應(yīng)力下發(fā)生屈服，正像其受到拉仲載荷作用時的情形一樣。而且壓縮的屈服應(yīng)力跟拉仲屈服應(yīng)力極端一致。由于摩擦力的存在而改變了這一狀況，故需要更高的應(yīng)力才能引起屈服。為了找到拉伸屈服應(yīng)力與三向應(yīng)力狀態(tài)下產(chǎn)生屈服時的應(yīng)力值

10、之間的數(shù)量關(guān)系，已經(jīng)做了很多嘗試。對于所有的金屬在三向載荷作用下的各種情況下包括各種塑性屈服試驗(yàn)情況中均未發(fā)現(xiàn)單一的(應(yīng)力、應(yīng)變)關(guān)系。已經(jīng)存在的若干個建議使用的塑性屈服理論，其中每一種理論只能在一定的范圍內(nèi)有效。在考慮使用這些理論之前研究三向應(yīng)力體系并創(chuàng)立既利用數(shù)量關(guān)系又利用圖解技術(shù)的解題方法，那是必要的。對于Z維應(yīng)力狀態(tài)，最方便而有效的方法就是利用莫爾圓，當(dāng)研究塑性屈服的各種復(fù)雜情況時，你可以很容易地運(yùn)算和進(jìn)行處理。第3課 有限元優(yōu)化的應(yīng)用 在結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜的情況下，當(dāng)工程師們工作時，他們需要合理的、可靠的、快速而經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)工具十多年里，有限元分析法已經(jīng)成為判別和解決涉及這些復(fù)雜設(shè)計(jì)課題時的

11、最常用方法。因?yàn)楣こ虃€的大多數(shù)設(shè)計(jì)任務(wù)那是可定量的，所以實(shí)踐上，為了快速找到一些可供選擇的設(shè)計(jì)方案。計(jì)算機(jī)令繁瑣的重復(fù)設(shè)計(jì)過程發(fā)生了深刻的變革。但是，即使是現(xiàn)在，許多工程師仍然使用人工的試湊法。這樣一種方法使得即使是很簡單的設(shè)計(jì)任務(wù)也變得困難，因?yàn)橥ǔＫǜL的時間，需要廣泛的人一機(jī)交互配合，且偏于用設(shè)計(jì)組的經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)是以理論數(shù)學(xué)的方法為基礎(chǔ)，改進(jìn)那些對于工程師來說過于復(fù)雜的設(shè)計(jì)，使其設(shè)計(jì)過程自動化。如果在一部臺式計(jì)算機(jī)平臺上能實(shí)現(xiàn)自動優(yōu)化設(shè)計(jì)，那就可以節(jié)省大量的時間和金錢。優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的就是要將對象極大化或極小化，例如，重量或基頻，主要受到頻響和設(shè)計(jì)參數(shù)方向的約束。尺寸和(或)結(jié)

12、構(gòu)形狀決定著優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。觀察一下作為零件優(yōu)化設(shè)計(jì)過程，使它變得更容易理解。第一步，包括預(yù)處理分析和后處理分析，正像慣常使用的有限元分析(FEA)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)程序應(yīng)用。(CAD的特點(diǎn)在于根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)建立了課題的幾何圖形)。 第二步，定義優(yōu)化目標(biāo)和響應(yīng)約束。而最后一步，反復(fù)自動調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)作業(yè)。優(yōu)化設(shè)計(jì)程序?qū)⒃试S工程師們監(jiān)督該設(shè)計(jì)步騾和進(jìn)度，必要時停止設(shè)計(jì)，改變設(shè)計(jì)條件和重新開始。一項(xiàng)優(yōu)化設(shè)計(jì)程序的功力取決于有效的預(yù)處理和分析能力。二維和三維設(shè)計(jì)的應(yīng)用既需要自動進(jìn)行也需要設(shè)計(jì)參數(shù)的結(jié)網(wǎng)性能。因?yàn)樵趦?yōu)化循環(huán)過程中，課題的幾何條件和網(wǎng)格會改變，所以優(yōu)化程序必須包含誤差估計(jì)和自適應(yīng)控制。

13、修改、重配網(wǎng)格和重新估算模式以期獲取特定設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是以輸入初始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)開始的。接著，是規(guī)定合適的公差并形成約束條件以獲得最優(yōu)結(jié)果，或最后改進(jìn)設(shè)計(jì)，解決問題。為了使產(chǎn)品從簡單輪廓圖形到三維實(shí)體模型系統(tǒng)化、系列化，設(shè)計(jì)者必須廣泛接觸設(shè)計(jì)目標(biāo)和特性約束條件。為了易于確定而利用下列參數(shù)作為約束和目標(biāo)函數(shù)的附加特性條件，也格是需要的：重量、體積、位移、應(yīng)力，應(yīng)變，頻率，翅曲安全系數(shù)、溫度、溫度梯度和熱通量。 此外，工程師們應(yīng)該能夠通過多學(xué)科的不同類型的優(yōu)化分析使多種約束條件結(jié)合起來。例如設(shè)計(jì)者為了應(yīng)力分析，可以進(jìn)行熱力分析和加熱以變更溫度，應(yīng)可將多種約束條件，諸如最高溫度、最大應(yīng)力和變形聯(lián)系在一起進(jìn)

14、行研究，然后規(guī)定一個所希望的基本頻率范圍。目標(biāo)函數(shù)代表著整體模式或部分模式。甚至更重要的是通過說明重量或者成本因索，就應(yīng)該能反映該模式的各個部分的重要性。 當(dāng)有了其他各種材料，特別是有了塑料的今天，人類為什么仍然要使用如此之多的金屑材料呢?那是有益的嗎?通常使用一種材料，是因?yàn)樗芴峁┧璧膹?qiáng)度，所需要的其他性能和低廉的費(fèi)用。外觀也是一個重要因甭。金屬的主要優(yōu)點(diǎn)是它們所具有的35度和韌性。水泥可能是比較便宜的，并常用于建筑上，但就強(qiáng)度角度來說，即使是水泥仍然是取決于其內(nèi)里的鋼筋。 塑料比較輕并且更能抗腐蝕，但它們通常強(qiáng)度不足。塑料的另一個問題就是利用之后，怎樣處理它們。金屬物俏：常?？梢源蛩椴?/p>

15、循環(huán)利用，而塑料只能廢棄或燒掉。眾所周知，金屬在我們的生活中是非常重要的。金屬對于工業(yè)而言是有巨大的重要性。所有機(jī)器和其他工程構(gòu)造都有金屬盡部件，其中一些還只能g金同組成。在地球上發(fā)現(xiàn)的所有元素中大約三分之二是金屬元素。但是并不是所有的金屬都能夠用于工業(yè)上。那些金屬一一我們用于工業(yè)上的金屬·被稱為工程金屬。最重要的工程金屬那就是鐵(Fe)。鐵跟碳(c)和其他元素結(jié)合形成合金的那些金屬，尤其他金屬發(fā)現(xiàn)有更大的用途。鐵與別的某些元素相結(jié)合而組成的金屬稱為黑色金屬；此外所有其他金屆都稱為有色金屬。最重要的有色金屬是銅c M)，鋁(A1)，沿(Pb)，鋅(zn)，錫Isn)。但是使用這些有色

16、金周比使用黑龜金屬要少得多，因?yàn)楹邶斀饘俦阋说枚唷?然而，并不是所有金屬的強(qiáng)度都高，例如銅和鋁都頗為脆弱，但如果將銅、鋁混合在一起時，結(jié)果稱為銅、鋁合金即鋁青銅，這銅鋁合金比起純鋁來強(qiáng)度要高得多。合金化是獲得下列所需各種特殊性能的一種重要方法：如強(qiáng)度，韌性，抗磨性，磁性，高電阻率或抗腐蝕性。以不同的方法生產(chǎn)不同的合金，但是幾乎所有的金屬都是以金屬礦的形式(鐵礦、銅礦等)被發(fā)現(xiàn)的。礦石是一種由金屬與某些雜質(zhì)相混合而組成的礦物質(zhì)。為了用金屬礦石來生產(chǎn)出一種盎屈，我們必須將雜質(zhì)從金屬礦中分離出去，那就要靠冶煉來實(shí)現(xiàn)。 提煉、生產(chǎn)和處理金屬的種種方法，各個時代都在研究和發(fā)展，以滿足工程的需要。這就意味

17、著存在大量的各種各樣的金屬和有用的金屬物質(zhì)可供選擇利用。第5課 金屬和非金屬材料 在材料選擇時所遇到的最普通的分類問題，大概是這種材料是金屬材料還是非金屬材料。最普通的金屬材料是鐵，銅，鋁，鎂，銀，欽，鉛，錫和鋅以及這些金屬的合金，例如：鋼，黃銅和青銅。它們具有金屬特性：光澤，熱傳導(dǎo)性和電傳導(dǎo)性，有相應(yīng)的延展性，而某些金屬還具有良好磁性。較普遍的非金屬有木頭，磚，水泥，玻璃，橡膠和塑料。他們性能變化很大，但它們通常幾乎沒有延展性，脆弱，比金屬疏松，而且它們不具有導(dǎo)電性、具有較差的導(dǎo)熱性。 雖然兩大類材料中，很可能金屬類材料總是更加重要，但非金屬類材料的相對重要性在迅速增強(qiáng)。由于新的非金屆材料兒

18、乎是在不斷地發(fā)明創(chuàng)造之中，這一趨勢將確定無疑地繼續(xù)下去。許多情況下，金屬和非金屬之間的選擇是由所需要性能的考慮原則來確定的，兩種材料的性能都能滿足需要的時候，總成本就成了決定性因素。 一種材料對于另一種材料常常借助于其物理性質(zhì)來加以區(qū)別，例如顏龜、密度、比熱、熱膨脹系數(shù)電、熱傳導(dǎo)性能，磁性和熔點(diǎn)。其中某些性能比如電、熱傳導(dǎo)性、密度，對于物種的確定的用途來說，在選擇材料時，其重要性是擺在首位的。報(bào)述一種材料在機(jī)械應(yīng)用中的表現(xiàn)的那些性能，對于工程師在設(shè)計(jì)中選擇材料來說，往往更為重栗。這些機(jī)械性能關(guān)系到該材料在工作中對于各種載荷怎樣地起作用。 機(jī)械性能是材料對所施加的作用力的特性反應(yīng)(響應(yīng))。 這些

19、性能主要?dú)w結(jié)到五大類：強(qiáng)度、硬度、彈性、延展性和韌性。 L強(qiáng)度是材料抵抗外力作用的能力。升降機(jī)的鋼絲繩和建筑物的橫梁都必須具備這種性能。 2硬度是材料抵抗穿透和磨損的能力。剪切工具(剪床)必須能抗磨損。軋鋼機(jī)上的金屬軋輥必須能抗穿透。 3彈性是材料彈回到原有形狀位置的能力。所有的彈性材料都應(yīng)具備這種性質(zhì)。 4延展性材料承受永久變形而無型損的能力。沖壓和成形產(chǎn)品必須具備這種性能。 5韌性是吸收所施力的機(jī)械能的能力。 強(qiáng)度和延展性決定苔材料的韌性。有軌電車、火車車廂、汽車軸、錘子和類似的產(chǎn)品都需要有韌性。 塑料具有特爍的性能。對于某種用途而言，這些性能使得塑料比傳統(tǒng)材料更為可取。例如，跟金屬相比較

20、，塑料既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。金屈易受到天機(jī)酸的腐蝕，如硫酸和鹽酸。塑料能抵抗這些酸的腐蝕，但可被溶 塑料比較輕并且更能抗腐蝕，但它們通常強(qiáng)度不足。塑料的另一個問題就是利用之后，怎樣處理它們。金屬物俏：常常可以打碎并循環(huán)利用，而塑料只能廢棄或燒掉。眾所周知，金屬在我們的生活中是非常重要的。金屬對于工業(yè)而言是有巨大的重要性。所有機(jī)器和其他工程構(gòu)造都有金屬盡部件，其中一些還只能g金同組成。在地球上發(fā)現(xiàn)的所有元素中大約三分之二是金屬元素。但是并不是所有的金屬都能夠用于工業(yè)上。那些金屬一一我們用于工業(yè)上的金屬·被稱為工程金屬。最重要的工程金屬那就是鐵(Fe)。鐵跟碳(c)和其他元素結(jié)合形成合金的那

21、些金屬，尤其他金屬發(fā)現(xiàn)有更大的用途。鐵與別的某些元素相結(jié)合而組成的金屬稱為黑色金屬；此外所有其他金屆都稱為有色金屬。最重要的有色金屬是銅c M)，鋁(A1)，沿(Pb)，鋅(zn)，錫Isn)。但是使用這些有色金周比使用黑龜金屬要少得多，因?yàn)楹邶斀饘俦阋说枚唷?然而，并不是所有金屬的強(qiáng)度都高，例如銅和鋁都頗為脆弱，但如果將銅、鋁混合在一起時，結(jié)果稱為銅、鋁合金即鋁青銅，這銅鋁合金比起純鋁來強(qiáng)度要高得多。合金化是獲得下列所需各種特殊性能的一種重要方法：如強(qiáng)度，韌性，抗磨性，磁性，高電阻率或抗腐蝕性。以不同的方法生產(chǎn)不同的合金，但是幾乎所有的金屬都是以金屬礦的形式(鐵礦、銅礦等)被發(fā)現(xiàn)的。礦石是一

22、種由金屬與某些雜質(zhì)相混合而組成的礦物質(zhì)。為了用金屬礦石來生產(chǎn)出一種盎屈，我們必須將雜質(zhì)從金屬礦中分離出去，那就要靠冶煉來實(shí)現(xiàn)。提煉、生產(chǎn)和處理金屬的種種方法，各個時代都在研究和發(fā)展，以滿足工程的需要。這就意味著存在大量的各種各樣的金屬和有用的金屬物質(zhì)可供選擇利用。第5課 金屬和非金屬材料 在材料選擇時所遇到的最普通的分類問題，大概是這種材料是金屬材料還是非金屬材料。最普通的金屬材料是鐵，銅，鋁，鎂，銀，欽，鉛，錫和鋅以及這些金屬的合金，例如：鋼，黃銅和青銅。它們具有金屬特性：光澤，熱傳導(dǎo)性和電傳導(dǎo)性，有相應(yīng)的延展性，而某些金屬還具有良好磁性。較普遍的非金屬有木頭，磚，水泥，玻璃，橡膠和塑料。他

23、們性能變化很大，但它們通常幾乎沒有延展性，脆弱，比金屬疏松，而且它們不具有導(dǎo)電性、具有較差的導(dǎo)熱性。 雖然兩大類材料中，很可能金屬類材料總是更加重要，但非金屬類材料的相對重要性在迅速增強(qiáng)。由于新的非金屆材料兒乎是在不斷地發(fā)明創(chuàng)造之中，這一趨勢將確定無疑地繼續(xù)下去。許多情況下，金屬和非金屬之間的選擇是由所需要性能的考慮原則來確定的，兩種材料的性能都能滿足需要的時候，總成本就成了決定性因素。 一種材料對于另一種材料常常借助于其物理性質(zhì)來加以區(qū)別，例如顏龜、密度、比熱、熱膨脹系數(shù)電、熱傳導(dǎo)性能，磁性和熔點(diǎn)。其中某些性能比如電、熱傳導(dǎo)性、密度，對于物種的確定的用途來說，在選擇材料時，其重要性是擺在首位

24、的。報(bào)述一種材料在機(jī)械應(yīng)用中的表現(xiàn)的那些性能，對于工程師在設(shè)計(jì)中選擇材料來說，往往更為重栗。這些機(jī)械性能關(guān)系到該材料在工作中對于各種載荷怎樣地起作用。 機(jī)械性能是材料對所施加的作用力的特性反應(yīng)(響應(yīng))。 這些性能主要?dú)w結(jié)到五大類：強(qiáng)度、硬度、彈性、延展性和韌性。 L強(qiáng)度是材料抵抗外力作用的能力。升降機(jī)的鋼絲繩和建筑物的橫梁都必須具備這種性能。 2硬度是材料抵抗穿透和磨損的能力。剪切工具(剪床)必須能抗磨損。軋鋼機(jī)上的金屬軋輥必須能抗穿透。 3彈性是材料彈回到原有形狀位置的能力。所有的彈性材料都應(yīng)具備這種性質(zhì)。 4延展性材料承受永久變形而無型損的能力。沖壓和成形產(chǎn)品必須具備這種性能。 5韌性是吸

25、收所施力的機(jī)械能的能力。 強(qiáng)度和延展性決定苔材料的韌性。有軌電車、火車車廂、汽車軸、錘子和類似的產(chǎn)品都需要有韌性。 塑料具有特爍的性能。對于某種用途而言，這些性能使得塑料比傳統(tǒng)材料更為可取。例如，跟金屬相比較，塑料既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。金屈易受到天機(jī)酸的腐蝕，如硫酸和鹽酸。塑料能抵抗這些酸的腐蝕，但可被溶刑所溶解或引起變形，例如，溶劑四氯化碳與塑料具有同樣的碳基。顏色必定只能涂到金屬的表面，而它可以服塑料混合為一體。金屬比大多數(shù)塑料剛性要好，而塑料則非常之輕，通常塑料密度在o918之間。大多數(shù)塑料不易傳熱導(dǎo)電。塑料能緩慢軟化，而當(dāng)其還是在軟的狀態(tài)時，能容易成形。 在某一溫度下塑料是處于塑性狀態(tài)的，

26、這就使塑料具備起道許多其他材料的主要優(yōu)點(diǎn)。它容許大量生產(chǎn)單位成本低廉的模制式器件，例如，各種容器。 于此，若用其他材料則需要大量勞力和往往需要很費(fèi)錢的加工工藝，比如，切割、成形、加工、裝配和裝飾。 塑料器件可能需要與用其他材料，比如與金屬或木材制作的類似的器件加以區(qū)別、這不僅是由于塑料的性能不同的原因，也是由于制造塑料產(chǎn)品所用的技術(shù)不同所致。這些技術(shù)包括注塑模制，吹塑攝制壓模，擠壓和真空成形等。 對粉末冶金所下的定義是：粉末冶金是制造金屬粉末并將單一的、混合的或合金化的粉末通過成形的方法制成產(chǎn)品的技術(shù)。這一制造過程可添加或不添加非金屬成份；可通過加壓或模壓成形；可在壓制時同時加熱或在制造后再進(jìn)

27、行加熱，能使金屆粉末形成一個粘結(jié)牢固的整體；加熱過程中粉末可不熔化，或只有低熔點(diǎn)成分熔化。 首先，必須生產(chǎn)合適的粉末。盡管理論上可以用粉末冶金的方法制造任何晶體材料，但在許多情況下，生產(chǎn)合適的粉末已經(jīng)帶來限制，或者是因難于獲得足夠純度的粉末或者是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)上的原因。 選擇和配制好粉末并制造好所要生產(chǎn)產(chǎn)品形狀的模具后，就把粉末模壓成符合尺寸和形狀的產(chǎn)品。應(yīng)用品體生長中的熱效應(yīng)而生產(chǎn)出均勻的結(jié)晶體來。 利用熱和壓力的各種結(jié)合，某些粉末冶金就是在室溫和高壓下進(jìn)行。然而在稍低于任一組分的最低熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行粉末冶金，通常緊跟著的就是施于冷壓*在模壓過程中，可利用介質(zhì)的溫升，然后是在較高的溫度條件下，模壓

28、的成形品就從壓模中脫出。在熱模壓過程中，同時施加壓力以提高最終的粉末冶金的溫度。模具的壽命和失效 正確的選擇模具材料和模具的制造技術(shù)，在很大程度上決定著成形模具的使用壽命。為著某些原因模具可能不得不更換。例如，由于磨損或塑性變形而使尺寸發(fā)生改變，表面損壞、光潔度降低、潤滑故隨和裂紋即破裂。在熱壓模撤中，模具失效的主要模式是腐蝕作用、熱疲勞、機(jī)械疲勞和永久性即塑性變形。 腐蝕，通常也叫做模具磨損，實(shí)際上模具由于受到壓力后模具表面上的材料發(fā)生剝落。變形材料的滑移、模具材料的抗磨性，模具表面溫度、模具和材料接觸表而的相對滑動速度以及接觸層的性質(zhì)，都是影響模具磨損的最主要的因素。 熱成形加工中會發(fā)生熱

29、裂效應(yīng)，熱疲勞都發(fā)生在模具模腔的表面。由于跟熱變形材料接觸、就在周期性屈服的模具表而引起了熱疲勞。由于溫度梯度的急劇變化，這種接觸引起表面層的膨脹，而且表面層受到風(fēng)應(yīng)力的影響。在溫度足夠高的時刻，這些壓應(yīng)力可引起表頂層的破壞。當(dāng)模具表面冷卻時，可發(fā)生反向應(yīng)力，因而表面層將處于拉應(yīng)力狀態(tài)。這種狀態(tài)循環(huán)往復(fù)將引起形成龜裂的模面，那就是作為識別熱裂紋的特征。 模具破裂或產(chǎn)生裂紋是由于機(jī)械疲勞，并且是在模具過載和局部應(yīng)力高等情況下發(fā)生的。在變形加工過程中，由于加載、減載，模具承受著交變應(yīng)力作用，這就將引起開裂并發(fā)生重大破壞。 在給定的成形工藝條件下，模具材料的機(jī)械性能對模具壽命和模具的損壞影響很大。一

30、般而言，最具影響的性能是取決于加工過程的溫度。這樣，用于冷卻成形加工工藝的模具材料與用于熱成形加工的材料有著極大的區(qū)別。 對于金屑成形加工工藝的小批、單件生產(chǎn)，模具的設(shè)計(jì)、制造和模具材料的選擇是非常重要的。為著提供成本合理和具有令人滿意的壽命的模具，必須用合適的模具材料和用現(xiàn)代的制造方法來制造模具。成形加工的經(jīng)濟(jì)效益常常是取決于模具壽命和所制造的每件模具的成本，根據(jù)上述應(yīng)用，合適的模具材料的選擇取決于以下三方面的因素： (a)與加工工藝本身有關(guān)的因素，包括模腔尺寸、所用機(jī)器形式和變形速度，毛坯尺寸和溫度，要用的模具溫度、潤滑、生產(chǎn)串和要生產(chǎn)的零件數(shù)量。機(jī)構(gòu)和機(jī)器原理機(jī)構(gòu)介紹機(jī)構(gòu)的功用是作為機(jī)械

31、作用的一個部分從一個剛體到另一個剛體傳送即傳遞運(yùn)動。一般能用作機(jī)構(gòu)基本零件的機(jī)械裝置有三種類型：1齒輪裝置。那是在回轉(zhuǎn)軸之間進(jìn)行接觸傳動的嚙合構(gòu)件。2凸輪裝置。把輸入構(gòu)件的均勻運(yùn)動轉(zhuǎn)換成輸出構(gòu)件的非均勻運(yùn)動的裝置。3平面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu)也是能使一個點(diǎn)或一個剛體產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動的有用裝置。運(yùn)動鏈?zhǔn)且粋€構(gòu)件系統(tǒng)裝置即若干個剛體，它們或者彼此鉸接或者互相接觸，方式上是允許它們彼此間產(chǎn)生相對運(yùn)動。如果構(gòu)件中的某一構(gòu)件被固定而使任何其他一個構(gòu)件運(yùn)動到新的位置將會引起其他各個構(gòu)件也運(yùn)動到確定的預(yù)期的位置上的話，該系統(tǒng)裝置就是一個可約束的運(yùn)動鏈。如果構(gòu)件中的某一構(gòu)件仍保持固定而使任一運(yùn)動到達(dá)一新的位置而不會使其他

32、各個構(gòu)件運(yùn)動到一個確定的預(yù)期的位置上的話，則該系統(tǒng)裝置是一個非約束運(yùn)動鏈。機(jī)構(gòu)或連桿構(gòu)件是一個可約束的傳動鏈而且是一個從輸入到輸出以傳遞運(yùn)動和（或）力為目的的機(jī)械裝置。連桿機(jī)構(gòu)是由通常被認(rèn)為是剛體構(gòu)件或桿組成的，它們是以銷軸鉸接的，例如用柱銷（圓形的）或棱柱體銷軸鉸接，以便成形開式或閉式（回環(huán)式）的運(yùn)動鏈。這樣的運(yùn)動鏈在至少有一個構(gòu)件被固定的條件下：（1）如果至少有兩個構(gòu)件能保持運(yùn)動，就變?yōu)闄C(jī)構(gòu)，（2）如果沒有一個構(gòu)件能夠運(yùn)動，則就成為結(jié)構(gòu)。換句話說，機(jī)構(gòu)是允許其“剛性構(gòu)件”之間相對運(yùn)動，而結(jié)構(gòu)則不能。由于連桿機(jī)構(gòu)做成一簡單機(jī)構(gòu)而且能設(shè)定實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的任務(wù)，例如非線性運(yùn)動和力的傳遞運(yùn)動。它們在機(jī)構(gòu)

33、學(xué)研究中將受到更多的關(guān)注。機(jī)構(gòu)被用于許多許多的機(jī)器和裝置中。最簡單的封閉式的連桿機(jī)構(gòu)就是四桿機(jī)構(gòu)，四桿機(jī)構(gòu)有三個運(yùn)動構(gòu)件（加上一個固定構(gòu)件）并且有四個銷軸。連接動力源的構(gòu)件即原動件，而具有一個移動鉸和一個固定鉸者叫做輸入構(gòu)件。輸出構(gòu)件將一個移動鉸和另一個固定鉸連系起來。連接構(gòu)件即浮動構(gòu)件將兩個移動的鉸（回轉(zhuǎn)副）連系起來，因而連接構(gòu)件就將輸入傳送到輸出。四桿機(jī)構(gòu)若使一個或幾個構(gòu)件無限長而產(chǎn)生某些特殊的構(gòu)造。曲柄滑塊（即曲柄和滑塊）機(jī)構(gòu)就是一個四桿機(jī)構(gòu)特例。其以一個滑塊替換一個無限長的輸出件。內(nèi)燃機(jī)就是建立在這一機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上。有著另一種形式的四桿機(jī)構(gòu)，其中滑塊是在一運(yùn)動的構(gòu)件上導(dǎo)移運(yùn)動而不是在一固定

34、構(gòu)件上。這些就被稱為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的變換，它是其中一個構(gòu)件（曲柄、連桿或滑塊）被固定時形成的。雖然四桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是非常有用而且在成千上萬的應(yīng)用中都可找到。但是我們還看到，這些連桿機(jī)構(gòu)其性能水平的發(fā)揮已經(jīng)受到限制。具有更多構(gòu)件的連桿機(jī)構(gòu)常常用于更多要求的情況中。然而可以設(shè)想多回環(huán)的連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動常常是更為困難的，特別是當(dāng)其他零件出現(xiàn)在同一圖中的時候。要進(jìn)行更復(fù)雜機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析：第一步是繪制一等效運(yùn)動圖即示意圖。這示意圖用于電路圖解類似的目的，即僅僅表示機(jī)構(gòu)的主要本質(zhì)的意圖，然而它要體現(xiàn)影響其運(yùn)動的關(guān)鍵的尺寸。運(yùn)動圖可用兩種形式中的一種：一是草圖（按比例畫出，但放大比例不精確），二是比例準(zhǔn)確

35、的運(yùn)動圖（通常用于進(jìn)一步分析其位置、位移、速度，加速度，力和扭矩傳遞等等）。為了便于參考，對構(gòu)件進(jìn)行順序編號，（以靜止構(gòu)件編號為1開始編寫），而回轉(zhuǎn)副則以字母表示。機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的第二步：畫一個圖解圖，是要確定機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)。依據(jù)自由度，可意指需要若干個獨(dú)立輸入的運(yùn)動的數(shù)目，以確定機(jī)構(gòu)所有的構(gòu)件相對于地面的位置。人們可以想象存在數(shù)以千計(jì)的不同類型的連桿機(jī)構(gòu)。你可想象一個袋子包容大量的連桿機(jī)構(gòu)的組元：二桿組，三桿組，四桿組等等，以及構(gòu)件，回轉(zhuǎn)副，移動副，凸輪隨動件，齒輪，齒鏈，鏈輪，皮帶，皮帶輪等等。（球形運(yùn)動副，螺旋副以及允許三維相對運(yùn)動的其他連接尚未包括進(jìn)去，這里，僅僅討論平行平面內(nèi)的平面運(yùn)動

36、）。而且你可以想象一下把這些組元放在一起而形成的各種類連桿機(jī)構(gòu)的可能性。存在如何幫助人們控制所形成這些機(jī)構(gòu)的規(guī)律嗎？實(shí)際上，大多數(shù)機(jī)構(gòu)的任務(wù)是要求一個單一的輸入被傳遞到一個單一的輸出。因此單一自由度的機(jī)構(gòu)是使用最多的一種機(jī)構(gòu)類型。例如，由直覺即可以看出：四桿機(jī)構(gòu)就是一個單一自由度的連桿機(jī)構(gòu)。畫運(yùn)動圖和確定機(jī)構(gòu)自由度的過程，就是運(yùn)動分析和綜合過程的第一個階段。在運(yùn)動分析中，根據(jù)機(jī)構(gòu)的幾何形狀加上可能知道的其特性（如輸入角、速度，角加速度等）來研究確定具體的機(jī)構(gòu)。另一方面，運(yùn)動綜合則是設(shè)計(jì)一個機(jī)構(gòu)以完成一個所要求的任務(wù)的過程。于此，選擇新機(jī)構(gòu)的類型和尺寸是運(yùn)動綜合的一個部分。設(shè)想相對運(yùn)動的能力，能

37、推想出之所以這樣設(shè)計(jì)一個機(jī)構(gòu)的原因和對一個具體設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)的能力是一個成功的機(jī)構(gòu)學(xué)家的標(biāo)志。雖然這些能力來自先天的創(chuàng)造性，然而更多的是因?yàn)檎莆樟藦膶?shí)踐中提高的技術(shù)。運(yùn)動分析最簡單最有用的機(jī)構(gòu)之一是四桿機(jī)構(gòu)。以下論述中的大部分內(nèi)容集中討論連桿機(jī)構(gòu)上，而該程序也適用于更復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)。我們已經(jīng)知道四桿機(jī)構(gòu)具有一個自由度。關(guān)于四桿機(jī)構(gòu)，有沒有要知道的有用的更多內(nèi)容呢？的確是有的！這些包括格拉肖夫準(zhǔn)則，變換的概念，死點(diǎn)的位置（分歧點(diǎn)），分支機(jī)構(gòu)，傳動角，和他們的運(yùn)動特征，包括位置，速度和加速度。四桿機(jī)構(gòu)可具有一種稱作曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的形式，一種雙搖桿機(jī)構(gòu)，一種雙曲柄（拉桿）機(jī)構(gòu)，致于稱作哪一種形式的機(jī)構(gòu)，

38、取決于跟機(jī)架（固定構(gòu)件）相連接的兩桿的運(yùn)動范圍。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件，曲柄可旋轉(zhuǎn)通過360°并連續(xù)轉(zhuǎn)動，而輸出構(gòu)件僅僅作搖動（即搖擺的桿件）。作為一個特例，在平行四桿機(jī)構(gòu)中，輸入桿的長度等于輸出桿的長度，連接桿的長度和固定桿（機(jī)架）的長度，也是相等的。其輸入和輸出都可以作整周轉(zhuǎn)動或者轉(zhuǎn)換成稱作反平行四邊形機(jī)構(gòu)的交叉結(jié)構(gòu)。格拉肖夫準(zhǔn)則（定理）表明：如果四桿機(jī)構(gòu)中，任意兩桿之間能作連續(xù)相對轉(zhuǎn)動，那么，其最長桿長度與最短桿長度之和就小于或等于其余兩桿長度之和。應(yīng)該注意：相同的四桿機(jī)構(gòu)，可有不同的形式，這取決于哪一根桿被規(guī)定作為機(jī)架（即作固定桿）。運(yùn)動變換的過程就是固定機(jī)構(gòu)傳動鏈中的不同的

39、桿件以產(chǎn)生不同的機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程。除了具備關(guān)于構(gòu)件回轉(zhuǎn)范圍的知識之外，還要具備如何使機(jī)構(gòu)在制造之前就能“運(yùn)轉(zhuǎn)”的良好措施，那將是很有用的。哈登伯格（Hartenberg）說到：“運(yùn)轉(zhuǎn)”是一個術(shù)語，其意義是傳給輸出構(gòu)件的運(yùn)動的有效性。它意味著運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，其中能在輸出構(gòu)件中產(chǎn)生一個力或扭矩的最大分力是有效的。雖然最終的輸出力或扭矩不僅是連桿幾何圖形的函數(shù)，而且一般也是動力或慣性力的結(jié)果，那常常是大到如靜態(tài)力的幾倍。為了分析低速運(yùn)轉(zhuǎn)或?yàn)榱艘子讷@得如何能使任一機(jī)構(gòu)“運(yùn)轉(zhuǎn)”的指數(shù)，傳動角的概念是非常有用的。在機(jī)構(gòu)運(yùn)動期間，傳動角的值在改變。傳動角0°可發(fā)生在特殊位置上。在此特殊位置上輸出桿將不運(yùn)動而

40、與施加到輸入桿上的力多大無關(guān)。事實(shí)上，由于運(yùn)動副摩擦的影響，一般根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，用比規(guī)定值大的傳動角去設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)。衡量連桿機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動能力的矩陣基礎(chǔ)的定義已經(jīng)研究出來。一個決定性因素的值（它含有對于某個給定機(jī)構(gòu)圖形，位置的輸出運(yùn)動變量對輸入變量的導(dǎo)數(shù)）是該連桿機(jī)構(gòu)在具體位置中的可動性的一個尺度。如果機(jī)構(gòu)具有一個自由度（例如四桿機(jī)構(gòu)），則規(guī)定的一個位置參數(shù)，如輸入角，就將完全確定該機(jī)構(gòu)休止的位置（忽視分支機(jī)構(gòu)的可能性）。我們可研究一個關(guān)于四桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件絕對角位置的分析表達(dá)式。當(dāng)分析若干位置和（或）若干不同機(jī)構(gòu)時候，這將是比幾何圖形分析程序要有用得多，因?yàn)樵摫磉_(dá)式將使自動化計(jì)算易于編程。實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)速度分析

41、的相對速度法即速度多邊形是幾種有效的方法之一。這端（頂）點(diǎn)代表著機(jī)構(gòu)上所有的點(diǎn)，具有零速度。從該點(diǎn)到速度多邊形上的各點(diǎn)畫的線代表著該機(jī)構(gòu)上相應(yīng)各點(diǎn)的絕對速度。一根線連接速度多邊形上的任意兩點(diǎn)就代表著作為該機(jī)構(gòu)上兩個對應(yīng)的點(diǎn)的相對速度。另外的方法就是瞬時中心法，即瞬心法，該方法是非常有用的而且常常是在復(fù)雜連桿機(jī)構(gòu)分析時較快的方法。瞬心是一個點(diǎn)，該點(diǎn)在那一瞬間，機(jī)構(gòu)上的兩構(gòu)件之間不存在相對運(yùn)動。為了找出已知機(jī)構(gòu)某些瞬心的位置，肯尼迪（Kennedy）三中心理論就非常有用。它是說：彼此相對運(yùn)動的三個物體的三個瞬心必定是在一直線上。機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的加速度是令人感興趣的，因?yàn)樗绊憫T性力，繼而影響機(jī)器零件的

42、應(yīng)力、軸承載荷、振動和噪音。由于最終的目的是機(jī)器和機(jī)構(gòu)慣性力的分析，所有加速度的各分量都應(yīng)一次性地畫在同一坐標(biāo)系中機(jī)構(gòu)的固定構(gòu)件的慣性坐標(biāo)系中表示出來。應(yīng)注意的是：相對于固定回轉(zhuǎn)副的回轉(zhuǎn)剛體上的一點(diǎn)加速度分量通常有兩個。一個分力方向切于該點(diǎn)的軌跡，其指向與該物體的角加速度方向相同，并被稱為切向加速度。它的存在完全是由于角速度的變化率引起的。另一個分量，總是指向物體的回轉(zhuǎn)中心，被稱為標(biāo)準(zhǔn)的向心加速度，這個分量由于速度矢量的方向發(fā)生改變而存在。運(yùn)動的綜合機(jī)構(gòu)是形成許多機(jī)械裝置的基本幾何結(jié)構(gòu)單元，這些機(jī)械裝置包括自動包裝機(jī)、打印機(jī)、機(jī)械玩具、紡織機(jī)械和其他機(jī)械等。典型的機(jī)構(gòu)要設(shè)計(jì)成使剛性構(gòu)件相對基準(zhǔn)

43、構(gòu)件產(chǎn)生所希望的運(yùn)動。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動設(shè)計(jì)即運(yùn)動的綜合，第一步常常是先設(shè)計(jì)整部機(jī)器。當(dāng)考慮受力時，要提出動力學(xué)方面的問題，軸承的荷載、應(yīng)力、潤滑等類似的問題，而較大的問題是機(jī)器結(jié)構(gòu)問題。運(yùn)動學(xué)家把運(yùn)動學(xué)定義為“研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動和創(chuàng)建機(jī)構(gòu)的方法”。這個定義的第一部分就涉及運(yùn)動學(xué)分析。已知一個機(jī)構(gòu)，其構(gòu)成的運(yùn)動特性將由運(yùn)動學(xué)分析來確定。敘述運(yùn)動分析的任務(wù)包含機(jī)構(gòu)的主要尺寸、構(gòu)件間的相互連結(jié)和輸入運(yùn)動的技術(shù)特性或驅(qū)動方法。目的是要找出位移、速度、加速度、沖擊或跳動（二階加速度），和可能發(fā)生的各構(gòu)件的高階加速度以及所描述徑跡和由某些構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動。定義的第二部分可用以下兩方面來解釋：1研究借助機(jī)構(gòu)來產(chǎn)生給定

44、運(yùn)動的方法2研究建造能產(chǎn)生給定運(yùn)動機(jī)構(gòu)的方法，在兩個方案中，運(yùn)動是給定的而機(jī)構(gòu)是創(chuàng)建的。這就是運(yùn)動綜合的本質(zhì)。這樣運(yùn)動綜合涉及到為給定性能的機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。運(yùn)動綜合方面又可歸結(jié)為以下兩類：1類型綜合。規(guī)定所要求的性能，怎樣一種類型的機(jī)構(gòu)才是合適的？（齒輪系，連桿機(jī)構(gòu)？還是凸輪機(jī)構(gòu)？）而機(jī)構(gòu)應(yīng)具有多少構(gòu)件？需要多少個自由度？怎樣的輪廓結(jié)構(gòu)才是所希望的？等等。關(guān)于桿件數(shù)目和自由度的考慮通常被認(rèn)為是類型綜合中被稱作為數(shù)量綜合的一個分支領(lǐng)域。2尺寸綜合。運(yùn)動綜合的第二個主要類型是通過目標(biāo)法來確定的最佳方法。尺寸綜合試圖確定機(jī)構(gòu)的重要尺寸和起動位置，該機(jī)構(gòu)是為著實(shí)現(xiàn)規(guī)定的任務(wù)和預(yù)期的性能而事先設(shè)想的。所

45、謂重要的尺寸意思是指關(guān)于兩桿、三桿等的長度或桿間距離，構(gòu)件數(shù)和軸線間的角度，凸輪輪廓尺寸，凸輪隨動件的直徑，偏心距，齒輪配額等等。預(yù)想機(jī)構(gòu)類型可能是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、四桿機(jī)構(gòu)，帶盤型從動件的凸輪機(jī)構(gòu)，或者是以拓?fù)鋵W(xué)方法而非因次分析法所確定的具有某種結(jié)構(gòu)形狀更為復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)。對于運(yùn)動綜合，慣例上有三個任務(wù)：函數(shù)生成，軌跡生成和運(yùn)動生成。在函數(shù)生成機(jī)構(gòu)中輸入和輸出構(gòu)件的轉(zhuǎn)動或移動必須是相互關(guān)聯(lián)的。對于一個任意函數(shù)yf（x），一個運(yùn)動綜合的任務(wù)可能是設(shè)計(jì)一個連桿機(jī)構(gòu)使輸入和輸出建立起關(guān)系以便使得在xoxxn-1的范圍內(nèi)輸入按x運(yùn)動，而輸出按yf（x）運(yùn)動。在輸入和輸出件回轉(zhuǎn)運(yùn)動情況下，轉(zhuǎn)角和分別是x和

46、y的線性模擬。當(dāng)輸入件回轉(zhuǎn)到一個獨(dú)立x值時，在一個“黑箱”的機(jī)構(gòu)中，使輸出構(gòu)件轉(zhuǎn)到相對應(yīng)的由函數(shù)yf（x）決定的數(shù)值上。這可被認(rèn)為是機(jī)械模擬計(jì)算機(jī)的最簡單的情形。各種不同的機(jī)構(gòu)都可以包含在這個“黑箱”內(nèi)，然而對于任意函數(shù)的無誤差生成，四桿機(jī)構(gòu)是無能為力的，僅僅可能在有限精確度內(nèi)與之相匹配。它廣泛用于工業(yè)上，因?yàn)樗臈U機(jī)構(gòu)在構(gòu)建和維修上都是簡單的。在軌跡生成機(jī)構(gòu)中，在“浮動桿”上一個點(diǎn)要描畫一條相對于一個固定坐標(biāo)系確定的軌跡。如果該軌跡點(diǎn)是既要與時間相關(guān)又要與位置相關(guān)，該任務(wù)被稱之為預(yù)定周期的軌跡生成。軌跡生成機(jī)構(gòu)的一個例子就是設(shè)計(jì)來投擲棒球或網(wǎng)球的四桿機(jī)構(gòu)。在這種情況下，點(diǎn)P的軌跡將是這樣：在預(yù)

47、定的位置撿起一個球，并在預(yù)定的時間周期內(nèi)沿著預(yù)定的徑跡把球傳送出去，能達(dá)到合適的速度和方向。機(jī)械裝置設(shè)計(jì)中有著許多情形，在這些情形中既要導(dǎo)引剛體通過一系列規(guī)定的、受限制的獨(dú)立位置，又要在減少受限制而且獨(dú)立的位置的數(shù)目時，對運(yùn)動體的速度和（或）加速度加以約束，那是必要的。運(yùn)動生成或剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)要求：一個完整的物體要被導(dǎo)引通過一預(yù)定的運(yùn)動序列。作為被導(dǎo)引的物體通常是“浮動構(gòu)件”的一部分，那不僅是預(yù)定點(diǎn)P的軌跡，也是通過該點(diǎn)并嵌入該物體內(nèi)的線的轉(zhuǎn)動。例如，該線可能代表自動化機(jī)械中的一個載體件，那是在載體件上的一個點(diǎn)具有一個預(yù)定的軌跡而該載體件又具有一個預(yù)定的角度方位。預(yù)定方式裝料機(jī)的吊斗的運(yùn)動是運(yùn)動

48、生成機(jī)構(gòu)的另一個例子。吊斗端的軌跡是有極限的。因?yàn)槠涠丝诒仨殞?shí)現(xiàn)挖掘的運(yùn)動軌跡，緊跟著要實(shí)現(xiàn)提升和傾瀉的軌跡。吊斗的角度方位對保證斗中物料從正確的位置傾瀉（倒）同樣是重要的。凸輪和齒輪凸輪裝置是把一種運(yùn)動改變成另一種運(yùn)動的方便裝置。這種機(jī)器零件具有曲面或槽面，該曲面或槽面與從動件相配合并將運(yùn)動傳給從動件。凸輪的運(yùn)動（通常是轉(zhuǎn)動）被傳遞給從動件作搖動或移動，或兩者均有。由于各種各樣的幾何體和大量的凸輪與從動件相結(jié)合，因此凸輪是一種極多功能的萬用的機(jī)械零件。雖然凸輪和從動件可以為運(yùn)動、軌跡和功能生成而設(shè)計(jì)，但其主要是用于利用凸輪和從動件作為功能生成構(gòu)件。根據(jù)凸輪形狀，最普遍的凸輪種類是：盤形傳動凸

49、輪（兩維的，即平面的）和圓柱形凸輪（三維的，即空間的）機(jī)構(gòu)。從動件可以用幾個方法分類：根據(jù)從動件的運(yùn)動，例如移動或搖動來分類，根據(jù)平移式（直線）從動件運(yùn)動是沿徑向的還是從凸輪軸中心偏心的和根據(jù)從動件接觸面的形狀（比如平面、輥?zhàn)?、點(diǎn)刀尖式，球面，平面曲線或空間曲面）。對于一個對心直動滾子從動件盤形凸輪，可畫出的與凸輪表面相切且與輪軸同心的最小圓是基圓。隨動件的點(diǎn)就是產(chǎn)生節(jié)線的輥?zhàn)又行牡狞c(diǎn)。壓力角就是輥中心軌跡方向線和通過輥?zhàn)又行牡墓?jié)線的法線之間的夾角而且是傳動角的余角。忽略摩擦影響，這法線方向跟凸輪與從動件之間接觸力方向是重合一致的。像在一連桿機(jī)構(gòu)中，壓力角在循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中變化且是凸輪把運(yùn)動作用

50、力傳遞到從動件去的一種量度。大壓力角將產(chǎn)生施加到從動件桿上的側(cè)向力，因摩擦力存在，那將勢必把從動件限制在導(dǎo)槽中。在自動化機(jī)械中的許多應(yīng)用需要間歇運(yùn)動。一個典型的例子將要求一個含有上升一停歇一返回和可能另一個停歇的周期，每階段經(jīng)過一個指定的角度，伴隨著一個所要求的從動件的位移，這個位移以厘米或度來度量。設(shè)計(jì)者的工作就是相應(yīng)地設(shè)計(jì)出該凸輪。首先要做的決策就是要選擇凸輪從動件的類型。規(guī)定的應(yīng)用可能要求凸輪和從動件相結(jié)合。轉(zhuǎn)化為決策的某些因素有：幾何形狀條件，動力條件，環(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)因素。一旦凸輪與從動件運(yùn)動副類型被選定，則從動件運(yùn)動就必定選定。因此，速度、加速度和在某些情況下，從動件位移的進(jìn)一步的方

51、案實(shí)屬極端重要。齒輪是借助于輪齒成功嚙合來傳遞運(yùn)動的機(jī)器零件。齒輪從一根回轉(zhuǎn)軸到另一回轉(zhuǎn)軸傳遞運(yùn)動或傳遞運(yùn)動到一傳動齒條。多數(shù)應(yīng)用中都以恒定角速比（或常定扭矩比）而存在。恒定角速比應(yīng)用中必定是軸向傳動。在各種各樣有用的齒輪類型基礎(chǔ)上，輸入軸和輸出軸需要在一直線上或需要互相平行都不受什么限制。由于使用非圓齒輪，非線性角速比也是很有用的。為了保持恒定的角速度，各個齒輪齒廓必須服從齒輪嚙合的基本規(guī)律：為了一對齒能傳遞恒定角速比，他們接觸齒廓的形狀必須是要這樣：公法線通過兩齒輪中心連線上的固定點(diǎn)。滿足嚙合基本規(guī)律的兩嚙合齒廓被稱為共軛齒廓。盡管有著許多滿足相嚙合齒的可能齒形能被設(shè)計(jì)出來，以滿足基本嚙合

52、規(guī)律，但一般僅有兩種在使用：擺線齒廓和漸開線齒廓。漸開線具有若干重要的優(yōu)點(diǎn)：它易于加工制造和一對漸開線齒輪之間的中心距可以變化而不改變速比，當(dāng)使用漸開線齒廓時，可不要求精密的軸間公差。有幾種標(biāo)準(zhǔn)齒輪可供選用。為了在平行軸條件下應(yīng)用，通常使用直齒圓柱齒輪，平行軸斜齒輪或人字齒齒輪。在相交軸的情況下使用直齒錐齒輪或螺旋齒輪。對于非相交軸和非平行軸齒輪傳動，交錯軸螺旋齒輪，蝸桿蝸輪，端面齒輪、斜齒圓錐齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪將被選用。對于直齒圓柱齒輪，相嚙合齒輪的節(jié)圓是彼此相切的。他們互相滾動而無滑動。齒頂高是輪齒伸出超過節(jié)圓的高度（也是節(jié)圓和齒頂圓之間在徑向的距離）。頂隙是一個給定齒的齒根高（在節(jié)圓以下

53、的齒高）大于與它相嚙合的齒輪的齒頂高的量（差值）。齒厚是沿著節(jié)圓圓弧上跨齒的距離，而齒間距（齒槽S）是沿著節(jié)圓圓弧上相鄰兩齒間的空間距離。而齒側(cè)間隙是在節(jié)圓上的齒槽寬度大于其相嚙合齒輪在節(jié)圓上的齒厚的差值。螺紋件、緊固件和聯(lián)接件固緊和聯(lián)接零件的典型方法包括利用諸如螺栓、螺帽、有頭螺釘、定位螺釘、鉚釘、鎖緊裝置和鍵。零件也可以用熔焊、銅焊和夾緊連接。在工程圖學(xué)和金屬加工工藝研究中常常包括關(guān)于各種連接方法的說明，在工程上對此很感興趣的，求知欲強(qiáng)的任何人自然會獲得關(guān)于固緊方法上良好的基礎(chǔ)知識。如果讓一個穿制服的人去選擇他能想象的機(jī)械設(shè)計(jì)方面最枯燥最不感興趣的學(xué)科的話，那么他就會選擇緊固件學(xué)科，即螺栓

54、和螺帽。事實(shí)上，術(shù)語“螺栓和螺帽”是與艱苦、單調(diào)的工作同義。但是乏味的工作總是需要的。人們嚴(yán)肅設(shè)想能有一群螺栓螺帽制造者組成一個協(xié)會并在一起召開年會嗎？那樣的話，還有什么學(xué)科不能讓人感興趣呢？大型噴氣發(fā)動機(jī)客機(jī)像波音747和洛希德1011，需要250萬個緊固件，其中一些每個要花數(shù)美元。例如波音747，大約需要裝70000個鈦合金緊固件，全部大約要花150000美元；400000個具有精密公差的其他緊固件，大約要花250000美元；和30000個擠壓用鉚釘，價值每個50美分。為了保持低成本，波音和洛希德和他們的工程承包人常常重新審查緊固件的設(shè)計(jì)、安裝技術(shù)和加工工具。節(jié)省設(shè)計(jì)和加工工具費(fèi)用將找到一

55、個預(yù)備市場，那將像Jumbo噴氣發(fā)動機(jī)增值那樣而增長價值。緊固件是根據(jù)計(jì)劃并以如何使用他們來命名的，而不是根據(jù)其在具體例子中實(shí)際的應(yīng)用。如果記住了這個基本事實(shí)，就將不難區(qū)別螺釘和螺栓。如果所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品其主要目的是把它裝入到已攻絲的螺紋孔中，那就是螺釘。這樣螺釘是要在螺釘頭上施加扭矩來旋緊的。如果所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品打算跟螺母配合使用，那就是螺栓。螺栓是靠在螺母上施加扭矩來旋緊的。雙頭螺栓就像刻了螺紋的桿，一端旋入螺紋孔中，另一端再裝上螺帽，那就是確定產(chǎn)品名稱的意義，并不是其實(shí)際使用。這樣，在各種場合用鉆頭去鉆孔穿過兩塊鋼板，人們就會用螺栓和螺帽來連接它們，這可能是人們所希望的。有四種形式的螺釘頭，最普

56、遍使用四種帶帽螺釘是：六角頭螺釘，槽頭螺釘，平頭螺釘和內(nèi)六角沉頭螺釘。當(dāng)想要一個可以被拆開又不破壞被聯(lián)接零件的聯(lián)接時，而且這個聯(lián)接又要有足夠的強(qiáng)度以承受外拉力和剪力或這兩種力的結(jié)合，使用淬火墊圈的簡單螺栓聯(lián)結(jié)是一個很好的方法。在這種連接中，首先把螺栓上緊以產(chǎn)生一預(yù)緊載荷初拉力，而后施加外拉力載荷和剪切載荷。預(yù)載荷的作用是使被聯(lián)接零件處于壓應(yīng)力狀態(tài)以便更好地抵抗剪切載荷。螺栓預(yù)加載荷的重要性不能被過高地估計(jì)。較高預(yù)載荷能提高螺栓聯(lián)結(jié)的抗疲勞能力和改善鎖緊作用。已經(jīng)知到：高預(yù)載荷在重要的螺栓聯(lián)接中是非常希望的。下一步我們必須考慮，當(dāng)要裝配零件時，實(shí)際研制預(yù)載的保險(xiǎn)的辦法。如果具有橫截面積為A的螺栓總長度為L，當(dāng)它被裝配時，實(shí)際上是可以用千分表來測量的。由于預(yù)載力F而使螺栓伸長為d,d可以利用公式dFL/AE來計(jì)算。式中E是螺栓材料的彈性模量。那么簡便地旋緊螺母直至使螺栓伸長達(dá)到d。這就保證了所希望