第一篇：機械工程專業英語_翻譯

spark-igniton engine 電火花式發動機 acceptance sampling 認可采樣 accessing 訪問 accurate 準確的 acoustic 聲學的 actuator 作動器 alternator 交流發動機 analog sensor 模擬傳感器

analog-to-digital converter 模數轉換器 armature 電樞

Artificial intelligence 人工智能 artificial neural networks 神經網絡 as a general rule of thumb 按慣例 assumption 假設

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

brushed/brushless motors 有刷/無刷電機 built into 內建

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

compression-ignition engine 壓然式發動機 coil high-tension cables 線圈高壓電纜 compartment 間隔間，車廂 Compound wound 復勵 concerned with 與有關 concise 簡潔

conductivity 傳導率constant load 定常負載 contracts 合同 Converter 轉換器

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

data acquisition 數據拾取defectives 缺陷產品 derived from 起源于

destructive inspection 有損檢測 Detect 檢測

diesel/compression-ignition engine 柴油機 Differential 差速器

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

downgrade to a lower quality level 信用等級下調 dynamic braking 動態制動

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

electromechanical system 機電系統electromechanical 機電的 eliminate 排除 emphasis on 強調 equivalent 相等的 Essential 基本的 establish 建立

expert system 專家系統

fiber-optic sensor 光纖傳感器fiber-optic sensors 光纖傳感器 Fiber-optic 光纖 field service 現場服務 flaws 有缺點的 flux 通量 flywheel 飛輪

fractional horsepower(rating)小功率電動機 fractional 部分的，分數的 functional 功能的gasoline/spark-ignition engine 汽油機 Gas-turbine engine汽輪機 generate 產生 geographic 地理的Gross domestic product 總產值heat engines 熱機 high-tension 高壓的 hood（發動機）罩 humidity 濕度 hyperbolic 雙曲線的hysteresis motors磁滯式電動機 hysteresis 滯后作用，磁滯式 hysteresis:磁滯現象ignition coil 點火線圈Ignition system點火系統 imbalance 不平衡，不均衡 imperfect 不合格的 impetus 推動，激勵 in terms of 根據

increase or decrease the slip speed of the rotor 增減轉子的滑動速率

induction motor 感應式電機 induction 電磁感應

information technologies 信息技術 inherent 固有的initial impetus 最初的發展 Inorganic materials 無機材料 inspect 檢查

Instrument servo motor 儀表伺服電機 internal combustion engine 內燃機

internal combustion 內燃機 invoices 發票

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

mercury thermometer 水銀溫度計 Missile flight tracking導彈飛性追蹤 moment of inertia 轉動慣量 monitoring 監視

motor winding電機繞組：

national codes and standards 國標 negotiate 談判

nondestructive inspection 無損檢測 nondestructive 無損檢測

Nonmentallicmaterials非金屬材料 operating practice 實際操作 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 polyphase 多相的 Power factor功率因數

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 質量保證 quality in conformance 產品移植性 raw materials 原材料 Rear wheel drive后輪驅動

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repulsion start 推斥式啟動 reversible 可逆的 Rotational speed轉速

rotor magnetic field rotate 轉子磁場運動 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關斷

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

sophistication 復雜性，完善化，采用先進技術spark plug cables 火花塞電纜 spark plug 火花塞 specifications 指標

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

Starting system 啟動系統statistical 統計的 統計學 統計學的 steering systems 方向系統 steering 轉向器 stepper motors 步進電機 strain 應變 sufficient 足夠的surface treatment 表面處理surroundings 環境

Suspension system懸掛系統 suspension 懸架

switch 開關，轉換器synchronous AC motors 同步交流電動機 synchronous 同時的Tactile sensing 觸覺傳感技術 technique-based decision 技術決策 tends to 傾向于 tenet 原則

tensile tests 拉伸實驗 tensile 可拉長的 tensile 張力，拉力

the induction motor operates near the ferquency of the input source：感應式電動機在接近輸入電源頻率下運行。The internal combustion engine 內燃機 Tolerance levels公差等級 Torque 扭矩

torque-speed curves 轉矩-速度曲線 traceability 可描繪

traditional business 傳統商務 transmission systems 傳動系統 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 utilize 利用

variability 可變的 可變性 vehicle 車輛

Visual sensing視覺傳感技術 voltage regulator 電壓調整器 Weight distribution 質量分配 Winding current繞住電流

with the emergence of digital signal processors and microcontrollers 隨著數字信號處理器和控制器的出現 wound rotor induction motor繞線轉子電動機 wound rotor 繞線轉子

第二篇：機械工程專業英語文章翻譯

機

械 題目：學號：班級：數控姓名：康振平

工 程 專 業 英 語

Computer-Aided Design and Manufacturing 20110334304 121

Computer-Aided Design and Manufacturing

計算機輔助設計與制造

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.計算機輔助設計（CAD）是指用計算機來創造設計圖紙和產品模型。計算機輔助設計通常是與交互式計算機圖形學（稱為CAD系統）有關系的。計算機輔助設計系統是功能強大的工具，被用于在機械設計以及產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（計算機輔助設計）中，傳統的畫圖板被電子輸入和輸出設備所替換。當使用CAD系統時，設計者可以使對象概念化以便更容易在圖形屏幕上設計，并且可以考慮替代設計或快速地修改一個特定的設計來達到必要的設計要求或變化。因而設計者可以提供多種工程分析并且可以識別潛在的問題（如過負荷或變形）。這些分析的速度和準確性都遠遠超過了傳統的方法。

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.設計生產率的提高是顯著的。當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，可以被復制，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為可能，并且圖形可以在大小不同的圖層里重生。它使機械工程師有能力放大甚至最小的部件來確定構件是否裝配合適。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設計師有了更多自由和無限制的修改它們以實現所期望的結果。通過有限元分析，應力加到計算機模型上并且以圖形化的方式顯示其結果，在產品物理原型生產之前，對設計中的任何內在問題給設計者一個快速的反饋。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.除了設計的幾何和尺寸特性之外，其他信息(比如材料清單、規格、和制造說明)都存儲在CAD數據庫里。利用這些信息，設計師可以分析備選設計的經濟性。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.計算機輔助制造(CAM)包括使用計算機和計算機技術來協助制造產品的所有階段，包括工藝和生產計劃，加工，調度，管理，和質量控制。計算機輔助設計和計算機輔助制造常常是和CAD / CAM系統相結合的。

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品的信息從設計階段傳遞到加工規劃階段，而不需要手動重新輸入幾何部件的數據。計算機輔助設計研發期間存儲在數據庫，然后通過計算機輔助制造進一步處理，一直到必要的數據和指令的操作和控制生產機械、物料搬運設備，自動化測試和檢驗產品質量。

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.在機械加工中，CAD/CAM的一個重要特征是它有可以描述刀具運動軌跡的能力，如數控車削，銑削，鉆孔。指令（程序）是計算機生成的，它們可以由程序員修改優化刀具路徑。工程師或技術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的一些典型應用是：（a）數控編程，計算機數控編程和工業機器人；（b）工具和夾具以及電火花電極的設計；（c）質量控制和檢查，例如，在CAD / CAM工作站上的坐標測量機編程；（d）工藝規劃與調度；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的出現對制造業產生了重大影響，通過產品開發的標準化和減少設計工作量，試用，和原型的工作；它有可能大大降低成本和提高生產力。例如雙引擎的波音777客機就是由計算機設計完成（無紙化設計）。這架飛機直接從CAD/CAM軟件開發（增強CATIA系統）并沒有建立原型或實物模型的情況下制造出來，如以前所需要的的模型。

第三篇：機械工程專業英語唐一平翻譯

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械物理和化學的特征，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%它用于普遍的工業產品，例如螺栓，螺母。鋼板，港片鋼管和那些強度要求不高的機器零件

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.傳統機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加工的方法去除材料，傳統機加工都是利用不用的刀具在車床，鉆床和銑床上進行的，與成型加工，模壓制件和鑄造工藝相比，機加工的準備成本還是比較低的。然而，如果是大批量生產，其成本要高得多，當對零件的光潔度和尺寸公差要求較高時，機加工是必須的。

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，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.鏜削和車內圓：利用鏜桿或合適的內圓車刀可以進行鏜削和車內圓。工件毛坯如果是實心的，首先要鉆孔，鉆頭安裝在尾架上，后者向工件進給，如果在車床上進行鏜削，工件一般安裝在卡盤活花盤上。鏜出的孔可以是盲孔、錐孔或者不規則的輪廓，當工具與回轉軸平行進給時，鏜削實際上是車削。

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.在制造機器零件和結構的過程中，質量和精度是最重要的因素?；Q性零件需要有高精度以實現相互配合。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器更趨于成本密集型，制造商應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.一張工程圖應有恰當的尺寸標注，來把設計師的想法傳遞給用戶，加工出的零件尺寸應與圖紙上所標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，大多數的尺寸都有一個加工范圍，這是可接受的規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，以便正確可靠的實現他們的功能，常規的加工過程不允許對具有絕對精度的給點的幾何特性進行維修和測量，因此實際零件加工表面不同于圖紙中規定的理想零件表面，實際加工表面的偏差在進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：機械工程專業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）用低能機器或傳力工具，操作者通過向踏板或把手的一個簡單機械連接構件作用足夠的力量到車閘固定的部分。大多數情況，然而，用一個詳細（復雜）的車閘系統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）

相關的基本原理是使用壓縮氣體，通過氣缸內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固的管道在由聯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）

當踩下汽車剎車的踏板，在主汽缸中的活塞上施加一個力?；钊寗右簤毫黧w通過金屬管道進入每個車輪氣缸，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）

機械體包括機架、機械聯接和機械傳動，它是機電一體化的基礎，作用是支撐系統其他功能單元，傳遞運動和動力。和純機械產品相比，一體化技術的性能和功能在機電系統中大幅提高，它要求機械本體適應在機械結構、材料、加工技術以及這些領域中的幾何學下的新環境。相應的，新的一體化具有高效、多功能、可靠、節能、小輕和美學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，它的功能是檢測機電系統自身工作的工程，在外部環境下的相關參數的改變，將其信息傳給電子控制單元。電子控制單元通過檢查信息，送出相應的指令到執行機構。

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，是機電系統的核心，負責外部命令和傳感器的信號輸出。它集中、存儲、計算并分析信息?；谛畔⑻幚淼慕Y果，按照一定的范圍和步調發出命令來實現控制整個系統的目標。

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）

將數控系統裝入一個非常標準的機床，它在控制手柄上有位置感應和馬達。這基本上是一個機械師。你能使用一個旋轉切削刀具切掉不是你設計的所有金屬。具有計算內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）

數控機床是復雜的機器，具有伺服機構和檢測技術，它能在覆蓋油膜狀態下檢測到0.005mm。數控機床至少有 6個馬達（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勢，因為高速裝置中，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向更小的外觀尺寸發展，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，用現代的解釋來說，集成電路中晶體管的數量每兩年漲一倍。

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），轉換能源消耗會降低，速度提高。然而，納米級設備所用的 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、微影技術、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）

工廠的裝配線機械用一個 PLC 就能操縱和監控，過去需要數百的計時器和繼電器才能完成這項工作。這臺機器或系統用戶，如果有的話，很少直接與 PLC 的程序交互。當有必要編輯或創建PLC程序時僅需將個人計算機（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耗時、費勁的工作，它需要手工更新繼電器、計時器和特定的閉環控制器。當一個新模型脫離制圖板，熟練的電工被要求從裝生產線。

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，本質上是監控附加裝置的外部傳感活動，他們接受數據，這些數據提供廣泛的活動，如機器性能、能量輸出和加工障礙。它們也控制相連的馬達啟動器、導航燈、閥門和許多其他裝置。所有的功能都對應一個慣例，實用程序。

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 被設計為實時應用，常常必須經受車間惡劣環境。PLC的電路檢測很多傳感器輸入的狀態，控制輸出執行機構，如馬達啟動器、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）

梯形邏輯本質是一個具有圖形用戶界面的布爾邏輯處理程序，設計成一個所有的工業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可以用一組規則描述，通過這組規則可獲得閉環控制系統的精密調控。閉環控制是一種方法，用這種方法可將被控過程的實時檢測持續地反饋給控制設備以確保期望值被實現。

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運動的機械元件。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。軸因為承載和傳動必經受在工作的機器零件的應力和應變。已演化出的標準流程確定安全經濟結構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）特別是實心軸，階梯軸允許中部有更大的強度，端部軸承處直徑最小。階梯允許軸肩在轉子裝置期間，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，由聯軸節接合，用來傳送能量形式，例如，一個引擎到遠程機器。一個單一的引擎可以驅動許多軸系，反過來，以多種形式連接到加工設備機器。皮帶在滑輪上運行，從一個軸系向另一個軸系傳遞扭矩，并從軸系傳遞給機器。離合器和聯軸器控制來自軸系的動力傳遞。

把動力傳遞給車間里的機器一般已從用傳動軸系變成了用獨立的電動馬達驅動每臺機器。因此，在一個現代化的加工廠里，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、沸點和其他特性廣泛不同，潤滑劑為現代工業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動而形成的結果，然而這系統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。邊界潤滑在潤滑現象中占據相當大的比重，并且通常發生在機器啟動和制動階段。

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）

車間常在安裝機床或設備時忽視震動問題。然而，最好在構造一個新設施或從新在設計一個現有的設施之前理想規劃震動控制，這可從長遠利益上為車間節省許多費用。這因為將機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）

部分設備制造商給機器提供震動許用指標，但多數不提供，這使得選擇隔離系統困難，關鍵是了解損害機械的震動頻率的幅值。Fabreeka報告說聰明點的公司聘請了專業做震動防護的顧問或公司。

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）這類專家用高精準設備檢測震動，如實時信號分析儀。這些設備不是真地捕獲原始數據，為了后處理和量化震動的頻率和幅值。用這些數據，專家推薦最佳的隔離方案。工程師再在安裝后進行驗收測試測量，驗證幅值和由此產生的傳送震動。

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器人系統的本身部分，而它們是裝在機器人手臂端部的附件。這些與機器人手臂端部相連接的附件，能使機器人提起零件、點焊、噴漆、弧焊、鉆孔、去毛刺，還可以根據所提要求執行各種類型的任務。

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）機器人系統也能控制操作機器人的工作單元。機器人的工作單元是機器人須執行其任務的總環境。在這個單元內包含有控制器、機械手、工作臺、安裝裝置或傳送帶。為機器人完成該工作所需的所有設備被包括在該單元內。另外，外部設備的控制信號可和機器人通信，告知機器人何時應當裝配零件、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。該手腕法蘭允許機器人用戶根據不同的工作在手腕連接不同的工具。

第五篇：機械工程專業英語原文翻譯 哈工版

2、應力和應變

在任何工程結構中獨立的部件或構件將承受來自于部件的使用狀況或工作的外部環境的外力作用。如果組件就處于平衡狀態,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生相應的內力。

有很多不同負載可以應用于構件的方式。負荷根據相應時間的不同可分為:(a)靜態負荷是一種在相對較短的時間內逐步達到平衡的應用載荷。

(b)持續負載是一種在很長一段時間為一個常數的載荷, 例如結構的重量。這種類型的載荷以相同的方式作為一個靜態負荷;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)重復載荷是一種被應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計隨時間不斷變化的載荷。

上面已經提到，作用于物體的外力與在材料里面產生的相應內力平衡。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,那么產生的內力也均勻分布并且可以說桿是受到一個均勻的正常應力,應力被定義為 應力==負載 P /壓力 A, 因此根據載荷的性質應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。如果一個桿受到軸向載荷，即是應力，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，產生的應力定義如下: 應力==改變長△L /初始長 L 因此應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,在實踐中,在荷載作用下材料的延伸是非常小的, 測量的應力以*10-6的形式是方便的, 即微應變, 使用的符號也相應成為ue。

從某種意義上說，拉伸應力與應變被認為是正的。壓縮應力與應變被認為是負的。因此負應力使長度減小。

當負載移除時，如果材料回復到初始的，無負載時的尺寸時，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, 產生正比于負載的變形。由于載荷正比于載荷所產生的壓力并且變形正比于應變, 這也說明,當材料是彈性的時候, 應力與應變成正比。因此胡克定律陳述, 應力正比于應變。這定律服從于大部分鐵合金在特定的范圍內, 甚至以其合理的準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。

當一個材料是彈性的時候，當載荷消除之后，任何負載所產生的變形可以完全恢復,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，已經表明, 應力/應變==常數

常數被賦予符號E，被稱為彈性模量或楊氏模量。因此 E =應力/應變

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

4、工程機械概述

正如我們環顧四周，我們看到世界的“東西”：機器全，設備，工具;事情，我們已經設計，建造和使用;木材，金屬，陶瓷制成的東西，和塑料。我們從經驗知道，有些事情是比別人做得更好，他們去年更長，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，每個這樣的項目已按設計一些“功能要求，”由設計者認為，也就是說，它的設計，以回答這個問題，“究竟是什么職能應是執行？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，飛機的一個機翼等，必須對產品的材料，尺寸適當的融合，和緊固件生產結構，將執行一個較合理的成本合理的一生中其職能可靠。在實踐中，工程力學方法用于在兩個完全不同的方式：

1.任何新設備的發展需要一個互動，形式，尺寸，材料，載荷，耐久性，安全性和cost.2.迭代審議。當一個設備出現故障，往往是要進行一項研究，以查明故障原因，并找出潛在的糾正措施。我們最優秀的設計往往演變的薄弱環節，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，我們很少知道實際的載荷和精確操作的任何條件，準確的分析很少。雖然我們可以精確的數學，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。在工程力學研究中，大多數問題都將得到充分的“理想化”允許獨特的解決方案，但應該清楚，“現實世界”遠不如理想，而且你通常會在命令必須執行一些理想化獲得一個解決方案。

在技術領域中，我們將考慮的是通常稱為“靜”與“材料力學”，“靜”指的是對固定設備作用力學風和“材料力學”指的是這些部隊在結構上的影響。

盡管許多設備都沒有，事實上，靜態的，這里開發的方法是完全適用于動態的情況如果與動態相關聯的額外負荷，考慮。每當動態勢力相對較小的靜態負荷，系統通常被認為是靜態的。

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

我們會作出這樣的假設顯然是錯誤的。但是，這些假設應始終呈現的問題更容易，更容易處理。你會發現，他們的目標是使盡可能多的簡化假設沒有嚴重退化的結果。

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的答案，如果我們的分析過于詳細，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，然后添加更多的細節，因為需要得到實際的解決辦法。

在過去的二十年來，一直在為解決以往無法解決的問題，進行電腦化方法的途徑巨大增長，因為所需的時間來解決這些問題將被禁止。在同一時間內，計算機能力和使用成本下降了幾個數量級。我們正經歷一個“個人電腦”校園涌入，在家里，和商業活動中。

6、軸的設計

軸是一個旋轉或者說是固定的構件,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，因為總能量在軸的不同的點逐漸損失。因此，必須要標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，軸通常是一種旋轉構件用來傳遞能量。尤其在過去的使用中,是一個固定軸帶動旋轉的車輪，滑輪等等。然而,一般用法的話是不區分軸是否旋轉的。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?？傒S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。放在主軸和發動機之間的軸通常被稱為傳動軸。機器中較短的軸通常被稱為梭。

從這個初步檢查,在機械學中有這樣一個問題,我們標示出擾度最大和扭矩最大的截面。如果這些最大值發生在同一截面,那么那段截面所需要的直徑也就確定了,當整根軸需要同樣直徑那么就取最大值。如果最大值不發生在同一區段,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,有時因為結構的原因。在這種情況下,就要檢查應力或確認每段所需要的直徑。設計師使確定所有的部分在應力的作用下安全運行,并且要注意孔，鍵槽和其他的應力突變。

中空的軸有時候也很有用處，盡管它們比實心的要貴。它們有自身的優點，相比較之下它們強度更大。因為外部纖維在抵抗應力方面更有效，同時在熱處理上反映更好因為同時在內外表面淬火。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。

偏差在軸的設計中有重要的意義，標準的扭矩偏差從機械軸的每米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，當施加一個突然地沖擊，例如汽車上的曲軸。這個沖擊產生了一個扭轉振動，通常是由汽車上的扭振阻尼器抵消的。

準許的偏差的數值很少，可能是因為數值的范圍大并且每種情況都有其獨特性，按照經驗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。如果厚膜潤滑應用在軸承上,軸承的寬度偏差應只是一小部分的油膜厚度;如果斜度過多,軸頸上會出現咬合。一個調心軸承可以消除這種麻煩如果偏差可以接受。

在機械工具方面，剛度是一個需要特殊考慮的問題,因為它關系到精度。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。

質心是對稱的和旋轉體的旋轉中心點并不一致。這是因為a從一個實際的觀點出發是不可能使質量分布均勻使質心和幾何中心重合b軸,在荷載作用下,使身體轉動,而移動的質心離開真正的軸,經過軸承的中心線。旋轉先從幾何軸線開始,但在一些速度下，質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，因為離心力變更了軸旋轉地方向。這樣的速度被稱為臨界速度。在臨界轉速以上,運行平衡再次達到，那是的旋轉中心是質心（因為平衡了離心力）。高速渦輪機經常操作臨界轉速以上。額外的臨界速度,高于先前,成功的獲得,但相應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。材料強度的資料上給出了求解方法。設計覺得一個問題應該同時考慮經濟問題。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,保守的假設的制造成本可能更低--給予力矩的設計，一個略粗的軸的額外費可能比一份精心的設計分析要低。

8、帶傳動和鏈傳動

除了齒輪、皮帶、鏈是廣泛應用。皮帶、鏈代表主要類型的柔性傳動構件。Fig.8.1顯示這些構件和齒輪減速器結合一個典型的工業應用。在這個應用程序說明了皮帶,齒輪傳動,鏈都是可以用來使之達到最佳效果。

轉缸式發動機是由電力馬達發展而來的,但是馬達通常運轉在很高的速度而傳出的扭矩又太低和最終傳動的應用不匹配。對于一個給定的能量傳遞,扭矩值增加和轉速的降低是成比例的。

所以有些減速技術往往是可取的。一般來說,皮帶傳動應用在轉速相對比較高的場合,一級減速是從電動機或馬達上直接的減速。一個較小的驅動滑輪連接到馬達軸,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,尤其是在工業傳動和車輛應用上。V型傳動將皮帶緊緊嵌到滑輪槽內，增加了摩擦力并且允許傳送更大的扭矩在滑動發生之前。平皮帶驅動產生很噪音小、并且從系統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,齒輪減速機是很好的,因為他們能在相對小的空間內完成大幅度減速。齒輪減速的終端軸通常是高扭矩并且低速的。如果對速度和轉矩的應用都有需求。它可以直接耦合到驅動的機器。

齒輪減速器只應用在獨立的減速中,在未傳到符合條件的機器之前輸出必須被減少。在低速、高扭矩條件、鏈條驅動成為可取的。高扭矩會引起高拉伸力促使開發了鏈條。鏈條傳動的構件通常是用金屬制造的,能夠承受較大的力。當在旋轉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。

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

最常見的鏈是滾子鏈,其中每一節的滾子在鏈條和鏈輪齒中提供較低的摩擦。對于其不同的應用,最熟悉的是在自行車里的傳動鏈條。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（如：密度，熔點，比熱容，熱傳導性，熱膨脹和耐腐蝕性）。）Physical properties can have several important influences on manufacturing and the service life of components.（物理性質能對生產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，高速機床需要重量輕的部件來減小慣性力由此讓機床不會產生過高的振動。）

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，航天結構，汽車零部件和那些能量消耗和功率受限的產品。）

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.（為了減輕重量和經濟成本，在設計現先進機械設備和消費品比如汽車中，材料的代替是一個主要的因素。）

2.Melting Point（熔點）

The melting point of a metal depends on the energy required to separate its atoms.（金屬的熔點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.（一個部件和結構設計功能時，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.（金屬的熔點在生產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.（因為金屬的再結晶溫度與熔點相關，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。）

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品質量，而且會導致材料中不需要的相變。）

4.Thermal Conductivity（熱傳導）

Thermal conductivity indicates the rate at which heat

flows within and through a material.（熱傳導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，然而陶瓷和塑料有差的熱傳導。）

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。）Low thermal conductivity can also result in high thermal gradients and, in this way, cause inhomogeneous deformation of workpieces in metalworking processes.（差的熱傳導也能導致高的熱梯度，通過這種方式，導致在金屬加工過程中產生不均勻的變形。）

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，然后裝進室溫下的軸。）When allowed to cool, the part shrinks and the assembly effectively becomes an integral component.（當冷卻時，零件收縮而且這個實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.（腐蝕不僅導致部件和結構平面的破壞而且減小了結構的強度和完整性。）

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，食物和石油工業材料選擇中是一個重要方面，生產制造中也一樣。）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，部件結構環境腐蝕引起的化學反應是主要考慮的，尤其是在高的溫度和其他運輸工具上。）

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).（腐蝕介質可以是化學品（酸，堿，鹽），環境（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）而強的緊貼的Al2O3膜，它能更好地防止平面被進一步地腐蝕。）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.（不銹鋼應用了類似的現象，在它表面形成了一層保護膜（由于合金中鉻的出現）。）When the protective film is scratched and exposes the metal underneath, a new oxide film begins to form.（當保護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.（機床主軸必須提供轉速、傳遞力矩和公路到切削工具上，而且具有一個合理的負載承受能力和壽命。）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，是任何高速主軸設計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現的需要。）

High-speed spindle bearing available today include roller, taper roller, and angular contact ball bearings.（當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.（選擇標準依靠主軸規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計中是用得最普遍的。）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為它能提供較滾珠軸承更大的負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.（為了給機床提供金屬切削所需要的負載承受能力，一些徑向止推滾珠軸承被結合使用。）In this way, the bearings share the loads, and increase overall spindle stiffness.（用這種方法，軸承分擔負載，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點。）.Ceramic balls have 60% less mass than steel balls.（陶瓷滾珠質量不到鋼珠的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，因為一個轉動的滾珠軸承尤其是在高速旋轉中，滾珠的形狀會發生變化。）This deformation leads to rapid wear and bearing deterioration.（這種變形會導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.（實驗表明主軸利用混合陶瓷軸承體現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。）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.（潤滑維護系統式非常重要的，而且必須嚴密檢測來保證維護中正確的軸承維護條件。）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格破壞時間或者到軸承完全地實效。）The most common cause of bearing failure is fatigue, in which the races become rough, leading to heating, and eventual mechanical failure.（導致軸承失效的最普遍的原因是疲勞，在疲勞狀態下滾槽變得粗糙導致摩擦熱和最終的機械故障。）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載、振動程度、潤滑質量、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，軸承壽命能通過標準方程來計算。）Today, computer models are often used to forecast bearing life.（現在，計算機模型經常用于預測軸承壽命。）

14、機構的基本概念

一些有關聯的部分綜合起來能夠實現一定運動并能完成有用的工作叫做機器。一個機構是一個由兩個以上的部分裝配成的機器的一個組件以實現一個部件的運動帶動其他部分運動。運動學是研究機構的運動而不涉及施加在機構上的力。動力學是研究運動的部分和受力和力矩影響的機構。研究靜止系統的力和力矩叫做靜力學（或者說是慣性影響對系統是微不足道的）。

綜合分析是設計產品以滿足一定的性能需求的一個步驟，如果一個產品配置先初步指定，然后檢查產品以確定是否他的性能規格是否能滿足需要。這個過程叫分析。機器的設計包括綜合和分析兩個方面。

設計過程開始于先認識到一些需求，然后一部分需求被列出來，詳細的分析位移、速度和加速度經常是必須的，這部分設計步驟是在力和力矩的分析之后。這個設計步驟可能包括了重新設計那些影響速度、加速度、力和力矩的部件。為了一年又一年的有競爭力，大多數制造者必須被反復的修改他們的產品和他們的制造方法。增加生產率，升級產品功能，重新設計使造價和重量降低是常常需要的，成功可能取決于這個運動學和動力學的分析的精確性。

許多基本的連接配置已經被列入機械設計之內幾個世紀前，我們用的一些術語改變了很多年，因此，這些定義和術語在大多數情況下，他的意義可以清晰地從上下文的關聯中猜出來，一些術語尤其是和我們研究機械的運動學和動力學有關的將在下面被定義。

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動鏈。這個術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器組件間拉力所產生的微小變形的機構。對于典型的機器部分，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動當考慮大多數機構更大的運動特征時是合理的。這個單詞link被用作除了曲柄、連桿和一些其他的鉸接機構之外的一般的定義包括凸輪、齒輪和其他的機器部分。

機架：在機構中固定的或者靜止的桿件叫做機架，當沒有桿件實際上被固定時，我們假設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動。例如，在汽車發動機上，引擎裝置被考慮成固定的，盡管汽車可能在運動。

自由度：連接桿自由度的數量是指定每一個桿件關于機架或固定桿件的位置所需要的獨立參數的數目。如果一個系統的瞬間配置可能完全被定義根據一個獨立的變量，這個系統有一個自由度，大多數實際的機器都有一個自由度。

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動，如果物體僅限于在一個平面內移動，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的轉動方向。

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

運動鏈：運動鏈是一個運動副和桿件的組合體，每一個桿件在閉環運動鏈中都和其他兩個或者更多的桿件關聯，一個一個沒有形成閉環的連接就是開環運動鏈。

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

平面運動和品面連桿機構：如果所有的點如果可以被描述為一個平面聯動。如果我們檢查這個聯動機構由曲柄、連桿和在活塞發動機中的活塞組成，我們把它看做是平面運動，大多數機構通常都可以被看做平面運動。

空間運動和空間連桿機構：大多數情況下運動不能被描述成發生在同一平面上的我們稱作空間運動，連桿機構可能被描述成空間的或者散文的機構裝置。

機構變換：一個連桿機構的絕對運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架，如果其他兩個相等的連桿機構有不同的固定桿件方式，那么每一個連桿機構都是一個的倒置，在兩種連桿機構中關系運動將相同。

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動的形式。摩擦發生在有負載還有表面接觸且運動的地方，因此在工程實踐中是非常重要的，是機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：機械硬化發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，破碎通常發生在較弱或軟組件，并產生磨損碎片。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動（表面有硬的凸起的顆粒），最后產生細小的磨削，因此在較軟的表面留下溝槽或者劃痕（如圖16.2）.事實上，過程如同銼、磨的方式。不同的是，在這些過程中，過程參數用來通過磨損控制生產出想要的形狀和表面，然而磨料磨損得到的不是計劃想得到的產品。

腐蝕磨損。也被稱為氧化或化學磨損，這種類型的磨損由于化學或電化學反應在工件表面和環境之間。這些在工件表面形成的細小腐蝕性產物就是這種磨損生成的磨粒。當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蝕。另一種類型的疲勞磨損是熱疲勞。通過熱循環的熱應力在表面產生裂紋，比如當一個冷鍛模熱反復作用工件時。這些裂縫先結合然后表面開始剝落，產生疲勞磨損。

雖然磨損通常改變零件的表面的一些形貌并可能導致嚴重的表面破壞，但它也可以產生有利的影響。在磨合期各種機器和發動機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踐運用最廣泛的液態潤滑劑：

1.厚膜潤滑，通過連續流體膜使兩個表面完全分離。流體膜可以產生靜水壓或經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生?？偟耐饧虞d荷被認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載（fig.16.4d）。這是一個薄（分子）的潤滑層，吸附在金屬地整個表面，從而防止金屬與金屬的接觸的機構和減少磨損。

18、機械設計者的責任

一臺新機器的產生是由于對它有一個實際或者假象的需求。它的發展是從某人對能完成特定目的的設備的構思開始。構思之后是對元件間的協調的研究，桿件的位置和長度(這其中可能包括了連桿的運動學研究)，齒輪、螺栓、彈簧、凸輪、和機械元件的放置。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。

一個設計的實際應用，是根據科學原理和經驗基礎上的精明判斷相結合的。一個設計問題很少會只有一個正確的答案，這通常會令機械設計的初學者很苦惱。

設計問題通常不止一個解決方案。給定一個一般的設計問題，比如設計一個能在家里自動洗衣的機器，因為有很多的設計團隊，所以會有很多不同的方案——這個可以從市場上的洗衣機數量得到證明。

工程實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的決定；生產上的困難可能迫使對設計做出更改，等等。

一個好的設計者要有很多特征，比如：

（1）對材料的強度有很好的了解，這樣應力分析才合理。機器的構件應有足夠的強度和剛度，或其它所需的特性。

（2）熟知在機器中使用的材料的特性。

（3）熟悉各種制造過程的主要特點和經濟效益，因為組成機器的構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濟效益高的設計，對另一個工廠而言經濟效益可能不高。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現，在某一特定的情況下焊接是最經濟的制造方法；然而，面對同一問題，另一個工廠因為有鑄造車間（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知識，例如在有腐蝕性的環境、溫度很低或相對高溫的條件下材料的性質。

（5）做出明智決定前的準備：a、什么時候使用樣本、購買原料或相對可靠的東西、什么時候進行客戶定制設計是需要的；b、什么時候用經驗來判別設計；c、在開始加工之前什么時候進行設計的使用性能測試；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，因為如果產品用于銷售，需具有“顧客吸引力”。

（7）了解經濟效益和比較成本，因為工程師存在的最大理由就是是替雇傭他們的人省錢。任何會提高成本的東西都應該合理，例如，（產品）性能的提高，添加有吸引力的特征，或者更持久的耐用性。

（8）創造性和善于創造的本能，這對最大效益是最重要的。創造性會出現，是因為一個有活力的頭腦是不會滿足于事物現狀并愿意去創造。

當然，還有很多重要的考慮因素及許多的細節。操作機器是否安全？如果操作者失誤

能否得到保護?振動會不會產生噪聲？機器噪音是否過大？構件的安裝是否相對簡單？機器是否易于操作和維修？

當然，對每一個問題，沒有一個設計者能具備足夠的專業知識來考慮上述所有的特性而做出最佳的選擇。較大的設計團隊會有執行特定職能的專家，較小的設計團隊可以雇傭顧問，然而，一個工程師越了解設計中的所有階段，他就能做出越好的選擇。設計是一個要求嚴格的專業，但當你有很廣泛的經驗知識，它也是相當有趣的。

20、工程問題的解決方法

多年來，在許多行業和技術領域，工程師注重細節及（針對問題）得到正確的解決方案，逐漸獲得了良好的聲譽,因為他們是思路非常清晰的思考者。工程師們得到了尊重，基于此，大眾對他們設計和制造出來的產品給予了信任。

工程師希望彼此能用清楚、有說服力、證據充分的方法來呈現計算、測試結果和技術工作。

在機械工程中的每個量由兩部分組成：數值和單位。沒有另一個，其中一個（只有數值或只有單位）是毫無意義的，工程師在計算中會密切而謹慎地注意單位，他們對數值也是如此。

除了單位的問題，工程師必須得到問題的數字答案——多強？多重？溫度是多少？——通常要面對不確定和不完整的信息。比如，在一個新設計的開始，最終產品的外形和尺寸是未知的；如果外形和尺寸已知，那它首先就沒有設計的必要了。只可能是粗略的估計。然而，一個工程師仍然還有工作要做，設計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值，設計師就做出近似。這些近似值已知是不精確的，但總比隨機猜測的一個數好，當然也比什么都沒有的好。機械工程師利用他們的常識、經驗、直覺、判斷和物理規律經過一個叫數量級的近似過程來尋找答案。機械工程師樂于做出合理的近似。

在機械工程的研究中，你應該培養解決問題的能力，達到其他工程師對你的期望標準。適當的解決問題的方法，對你得到正確的答案和把結果令人信服地給交流 給他人是很重要的。為了達到解決問題的目的，以下的指導會很有幫助： 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。通過弄清楚問題的目標，你會忽略枝節信息而以更直接的方式抓住問題的主干。

3.在你開始下筆計算前請思考一下問題。用簡短的話做一個總結，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。

4.采用你正在分析的系統的圖紙，對主要的零件進行標記，并且采用相關尺寸。工程師應將想法和知識圖形化，你的圖紙和圖表就是快速傳遞復雜信息的最好方式。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出來。

5.畫出正在使用的坐標系，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.在你計算的每一步和最后的結果中，要確保每一個數值后都帶有單位。一個沒有單位的數，正如沒有數值的單位一樣，都是無意義的。

7.要檢查你結果中的有效數字，還要確保你的結果不要比真實的有效數字還多。數值的精確度是你使用的數據最后一位有效數字的一半。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.你的計算結果僅對你有意義還不夠。你還要讓你的結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果，那么你的結果將不會被采用，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.闡明你的結果的意義。這樣的結果對你有多合理？是否你的來自經驗、判斷、直覺的結果的數量級有意義？

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現。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。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作為動力源，運動經由滑輪和皮帶傳到安放刀具的主軸上。進給量由人工通過調節手柄改變，手柄設計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。它基本上和臺式機床相似，主要區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。這個鉆頭沿引導臂滑動，提供旋轉運動和軸向進給運動。此外，這個懸臂引導臂可以彎曲旋轉，因此使刀具可以根據柱面坐標系統沿不同方向運動。

26、車床

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

車床 車床通常被認為是最古老的機床，并在1750s產生.車床上進行基本操作有車削，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。工件的另一端是由尾座支撐。床頭包含主軸轉速傳動齒輪，并通過適當的齒輪和進給桿，驅動車架，使滑動裝配滑動。托架提供運動平行旋轉軸，橫滑板提供了正常的運動。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速度，進給速度，切削深度運行。

進一步發展的是自動車床。通過各種機械手段，運動和控制更加精確。，如凸輪和數控和計算機控制，從而減輕了工人的勞動或要求不太熟練的勞動力。

轉塔車床（在19世紀50年代開發的）能夠進行了多種切割操作，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（在18世紀70年代開發了第一個螺絲車床）是專為高產率，自動化生產螺釘和類似部件的設計的。所有的操作都由連接到一個特殊的炮塔的工具自動執行。每個螺絲加工成成品后，棒料自動送入。這些機器可能會配有單個或多個主軸，以減少循環時間

鏜床 雖然鏜操作可以在車床上進行，但鏜床用于大型工件。這些機器是臥式或立

式，并有各種用于鏜和端面車削操作的功能

坐標鏜床是精度高的立式鏜床和用于生產工裝夾具，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，因為它們能夠執行各種切割操作。有大量的提供眾多特性的銑床可供選擇（在19世紀60年代開發的）?；绢愋透攀鋈缦隆?/p>

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。這些機器很簡單，嚴格裝配并用于高量產。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）。其他類型的銑削機也可用，如用于繁重的工作的龍門式和特殊用途的機器。

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床之列。刨邊機可水平或垂直，也用于加工凹槽和鍵槽。

拉床 這些機器推或拉拉刀，水平或垂直，從而加工各種內部或外部的表面。他們的構造相對簡單，液壓驅動可實現，拉刀只有直線運動。由于涉及的形狀和部分種類繁多，拉床被制造成各式的設計和尺寸。

鉆孔機，這些機器用于鉆孔，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設備。

28、銑削

除了車床銑床是在制造業使用最為廣泛。在銑削過程中，工件被送入一個旋轉的銑刀，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動而相結合成旋轉運動完成的。

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的傾斜和救濟角度。由于一次只有少數的切削刃與工件接觸，所以重切削不影響刀具的使用壽命。事實上，允許的切削速度和進給速度是車削或鉆的三到四倍。此外，銑削的表面質量大體上優于車削，塑造，鉆的表面質量。銑削過程的特點是：

斷續切削。每個切削刃去除材料只有旋轉銑刀的一部分。因此，銑刀在再次進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。這有助于非穩態循環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，可以激起機床系統的自然頻率，這對刀具的壽命是有害的同時使表面粗糙度產生。

對于刀具旋轉和工件進給的方向而言，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量不是很高。然而，逆銑在工業中常用，特別是粗切削。

向下銑削（順銑）。在順銑中銑刀得轉向和工作臺的移動方向相同，碎片從最大厚度逐漸變為零，如圖28.2（b）所示。這將導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現的，這必須要一個剛性的絲桿來配合工作臺的進給。

這種方法的優點是切削力下降所以能獲得更高品質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。作為設計所選用材料的根據，所選材料應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,設計師必須決定對這個問題手上的哪些條件是最重要的。如果高強度是首要考慮的, 應該經常選鋼,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比較。然而,在大多數設計上的問題中,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。

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是其抗拉強度低,這使齒輪容易屈曲而且需要相當大的齒牙。

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的抗拉強度的同時保留了良好的耐磨性和易于加工的特點。通常的設計是在鑄鐵齒輪和鋼齒輪于成本、強度、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度和更低的成本。然而,為了達到滿意的耐磨性他們通常需要經過表面熱處理。不幸的是,熱處理工藝通常會使齒輪產生變形,結果是齒輪負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為他們熱處理時變形比碳素結構鋼小。

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，設計師同樣應該意思到材料熱處理可能帶來的問題。

齒輪經常通體淬火或者用水或油淬火,以增加其耐磨性。回火通常是齒輪淬火后立即執行, 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，因為它廉價。

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強度。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百萬次磨損。在每一個接觸齒牙表面都會有很高的應力。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。表面淬火的優勢在于,當表面達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，因為它們可以減少摩擦損耗,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。使用這些材料的優勢有，運行平穩、內部潤滑、減弱沖擊和振動,而且制造經濟。他們的主要缺點是承載能力低、導熱率低,導致齒牙的熱變形而且可能導致齒輪嚴重弱化。

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、機械加工精度基礎

加工是通過最簡單和最廉價的方式將原材料轉變為有用的產品。因此，只為了加工某些原材料和獲得預期的產品，這樣還不夠。事實上，通過采用最簡單、最快以及最高效的方法來實現預期的目標是非常重要的。如果采用的技術不夠高效，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的類似零件的競爭中失去優勢。同時，產品的生產時間應盡量短以使廠家占據更大的市場份額。

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

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

單件小批量生產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，取決于消費者的需求。很明顯，這類產業主要適用于二級承包商，他們主要生產類型多變的零件以供應不同類型的行業。其使用的機器必須可調節以使其配置滿足訂單零件的需要，因為訂單零件種類通常是變化的。同時，為了完成各種不同的任務，工人應該經驗豐富，因為制造不同的零件，其任務通常是有差異的。

中批量生產介于單件小批量生產與大批量生產之間。其產量范圍是1萬件到2萬件之間，其采用的機床主要是可調機床和多功能機床。由于用戶定制生產量的增加，此類產業也正在逐漸流行。

制造中一個非常重要的事實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期的，盡管非常小的機床固有偏差和各種復雜的因素，如工件的彈性變形和回復，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的尺寸偏差（即正負偏差）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字字母的符號，稱為公差等級。在ISO標準體系中，公差有18個標準等級，公差可以通過公式計算得到或者從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床，因此也增加了成本。

在零件裝配前，配合面的尺寸關系必須明確。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。這實際上決定了配合面相對運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ISO標準，軸的制造總是參照內部零件，即軸的配合面是以孔為參照的。相應地，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，F6/g5，或者其他類似的方式。

當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械師，但是如果沒有兩個重要的概念，互換性和標準化，這樣的操作是不可能實現的。互換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現的，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

為了滿足產量和精度的要求，研究人員和設備制造商正在擺脫傳統的銑削、鉆孔、車削和磨削。新的切削和加工手段和調整傳統技術的方法持續出現。

激光輔助切削：激光輔助切削是一個已經研究很久的手段，現在已經走出實驗室投入使用了。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，熱量會產生在真實的切削區域周圍。熱量由切屑帶走，材料的物理性質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（激光功率和聚焦度，切削速度和進給量等等），心理問題是說服人們這種切削手段工作優良，有很多優勢。

低溫切削技術：液氮的唯一使用是對傳統切削進行修正以發展制造業的操作技術。用-195攝氏度的液氮作為冷卻劑作為降低切削區域熱量的方法有很多優點。在切削操作中低溫冷卻系統將-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域移除熱量。

傳統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。低溫液氮冷卻產生的摩擦度提供了可預知的陶瓷刀片的后刀面磨損，提高切削速度到200%。這種可預知的后刀面磨損也使氧化鋁陶瓷刀片用在要求嚴格的精加工中。

液氮可以存儲在小型的專用圓柱形容器內，或者是補給箱，可以為很多機器服務。操作程序和傳統冷卻劑輸送系統相似。一條柔性的液氮管通過一個旋轉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。氮氣是一種安全、不易燃、無腐蝕的氣體。在接觸刀片后它很快蒸發，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用。這種操作特別有利于加工通常需要后續的工件清理操作以除去冷卻劑殘留物的多孔粉末金屬件。

現在這兩種加工手段已經商業化了。

36、非傳統制造工藝的實施

1在過去的50年里,制造工具的使用方式有了顯著改變，如計算機控制，柔性制造系統和機器人等創新發明就是實例。隨著勞動力成本的上升，交貨時間的減少，和客戶對產品質量的需求越來越高，這些創新變得很有必要。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展和部分配置的日益復雜，復雜工具的改變也變得很有必要。

2非傳統制造工藝需要更復雜的工具來創建一個新的，獨特的家庭制造過程。一般來說，非傳統的過程不同于傳統工藝（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，脈沖磁場，光束，和電化學反應，這些新的工具中，目前只有少數的用于執行 如切割，焊接，去毛刺，成形等操作。

3非傳統制造工藝，目前應用于許多不同的行業，但很多廠家都不知道可以通過實施這些過程來獲得利益。此外，這些人相信他們已經熟悉非傳統流程，卻往往不知道提供給他們所有選擇的過程，或者因為缺乏信息上的最新進展，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，技術論文和報告已經提出了各種非傳統制造工藝。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的過程中，如果在您的實驗室中要實施進一步的研究，并最大限度地減少遇到問題的機會，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，為使您的應用程序是正確的，應該進行盡可能多的調查和與替代的工藝實驗。如果該選項可用，選擇和調查幾個適用的過程，最好是通過自己正在考慮的硬件進行加工設備。

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

8聯系幾個制造商的客戶，并直接證實操作者的水平和維護技能，他們需要正確的支持設備并詢問關于停機的最常見的原因。設備也會出現長期重復性的問題。不斷調整或更換組件需要保持重復性嗎？請問您的設備的應用程序是否比原來要求的更好？

9如果您的設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驗。如果他們有經驗，并愿意與大家分享他們的信息，您的公司和母公司將節省時間和金錢，避免重復的努力。

10當您準備好讓您的設備購置，制造商，供應與推薦的備件清單最大限度地減少停機時間，那么出現問題時，你應該在旁邊。此外，要采用任何操作員，維護，或制造商提供的程序員培訓課程的優勢。培訓不足會嚴重影響成功和盈利的機會。

38、振動的定義和術語

所有物質振動，如氣體的振動發生在造成麻煩的噪音的噴氣發動機尾管，有時發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，并可能導致很大的力，因為液體是不可壓縮的，如管道輸送水時，在突然關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或往復運動部件所造成的，通常可以通過注重詳細的設計和制造來解決。一個典型的機器有許多移動部件，這是每個振動或沖擊激勵的潛在來源。設計人員面臨的問題，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。

處理的機械振動要么伴隨著穩定諧波力（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平衡位置的位移呈周期性變化的現象叫振動。與振動相關聯的有物體的加速度，速度和位移，例如一個引起加速度的不平衡力在一個系統中通過抵制，誘使作為振動的響應（A = F / M）。我們將看到，振動或振蕩運動可分為

（一）瞬態振動;（b）連續或穩態振動;及（c）隨機振動

瞬態振動

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

穩態振動

穩態振動往往和與連續運轉的機器相關，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生，震動的減弱是因為能源的減少，如功耗的機器和機制的效率穩態振動摩擦和由此產生的熱量轉移到環境中，聲波和噪音，應力波，通過機架等都會造成能源的減少，因此，總是需要一個連續的能量輸入，以維持他們。

隨機振動

隨機振動是振動這是不是周期性時而采用的術語，即沒有循環和定期重復的振動。

在以下段落中將會明確某些術語和定義-其中有幾個可能是已知的工科專業的學生已經學習過的。

周期，循環，頻率和幅度

一個穩定狀態的機械振動系統的振動的一段時間間隔后重復的振動。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稱為頻率。該系統的任何一部分與其靜態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，但是振幅是從靜態平衡位置為零點的位移的最大值。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）的情況下發生的，通常表現彈性的系統中，是質點在距離穩定平衡位置一段位移處的靜止和釋放，例如：自然振動就發生恢復彈性系統原來狀態的力的情況下，自然頻率是一個系統的屬性。

受迫振動是在外部力量的激發（或外部施加振動干擾）的情況下發生的，這個外部力量通常是一個時間的函數，例如不平衡的轉動部件，齒輪和驅動器的制造缺陷。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。當外力的頻率等于物體的固有頻率時，共振就發生了，在這種情況下，可能產生大振幅和大應力，這在機械系統中是非常危險的，但是在電氣，無線電和電視接收器的系統中，他們的設計旨在響應共振頻率。自然頻率的計算或估計在所有類型系統的振動和擺動是非常重要的。當共振發生時旋轉軸和主軸的轉速稱為臨界轉速。因此，在沒有減少阻尼或幅度的設備的情況下，一個諧振條件的提出或避免共振是至關重要的，共振系統在有限激勵響應的條件產生了一個無限的響應 減震

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

能量耗散主要由一些組件或系統的元素之間的相對運動而產生的，例如摩擦阻力。如果在結

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

40、機床精度

現代機床是近乎完美的奇跡?？紤]一個車床生產一個公差為50μm圓塊，這是預期的性能,它意味著機器要保持滑動工具和旋轉工件每邊差25μm得關系,同時要做一遍又一遍。那個維度是不到一半的一根頭發的厚度。

去車轉一個一邊寬差25μm圓快,工具必須先被調整,使之有12.5μm準確的尺寸。這樣的一個微小數額是無法看見的,而現在的機器有夸大展示微小粗細視覺的操作。當金屬被巨大的力在不同深度切割時,這臺機器必須引導工具沿著一條確定的導軌并保持工件穩定，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

在運行中的錯誤是由機械工件引起的，如(a)不準確施工,(b)偏斜,(c)穿,(d)熱膨脹,(e)污垢,(f)操作人員失誤。好的設計和機器工具的操作取決于遵守使誤差小的原則。這些原則被發現于構件、軸承、直學位和旋轉運動,測量裝置、標準建設良好的機器工具。

對于自動化機床用于控制誤差的設計尤其重要,如數控就比那些操作者可以彌補錯誤如簡單的手動機器人更注意控制誤差的設計

對于構件，一個明顯的特征是各機床工具的剛性。許多標準機床組件常被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。

機床設計彈性元件的剛度特性的一個目的是保持和維護真實小撓度的隊列。在機械原理表明,機器構件的撓度與立方體它的深度方向的載荷成反比。因此,？？？（機部工具分是深的方向和重肋的主要力量,采取其他部隊和寬的時刻）？？？。

機床部件設計不僅要求堅硬的,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器必會被移動,至少從是產地的地方移動到使用它的地方。第二個原因是剛性而又質量小能避免振動,這能提高機器生產力。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指的是構件的質量，而k則是與剛度成正比。因此,加強剛性與減小質量,能提高其固有頻率。一個高固有頻率是需求的,因為它不易被常規干擾影響。

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

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

有許多傳統的導軌被用于機床上。它們是V型滑槽,平面滑槽,燕尾槽。

反摩擦導軌在滑動構件之間涉及中間滾動構件（滾珠或滾柱）,從而減少摩擦。

旋轉工件或機床刀具被稱為主軸。今天大多數機床工具主軸以滾動軸承運行。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速主軸。

在操作過程中，機械工具發熱，溫度上升是沒有統一的規律。這意味著，一些工具的熱變化比其他的大，也會引起路線和設置的變化。最引人注目的是機床操作的前兩個小時，期間通常條件下溫度平衡后才達到狀態。轉速運行在1000轉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，向側移動1 80微米。在第二個小時，主軸向上運動10微米，向側移動2.5微米。房間溫度的變化也有一定影響;據報道一天日夜溫差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，以補償溫度變化，但問題是自動化系統則很困難。

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