《机械工程专业英语教程》课文翻译.pdf

Lesson 1 力学的基本概念 1 词汇 statics st tiks 静力学 dynamics动力学 constraint约束 magnetic m netik 有磁性的 external eks t nl 外面的 外部的 meshing啮合 follower从动件 magnitude m nitju d 大小 intensity强度 应力 non coincident k u insid nt 不重合 parallel p r lel 平行 intuitive 直观的 substance物质 proportional pr p n l 比例的 resist抵抗 对抗 celestial si lestj l 天空的 product乘积 particle质点 elastic i l stik 弹性 deformed变形的 strain拉力 uniform全都相同的 velocity vi l siti 速度 scalar skeil 标量 vector vekt 矢量 displacement代替 momentum m u ment m 动量 2 词组 make up of 由 组成 if not 要不 不然 even through 即使 纵然 Lesson 2 力和力的作用效果 1 词汇 machine 机器 mechanism机构 movable活动的 given 规定的 给定的 已知的 perform执行 application 施用 produce引起 导致 stress压力 applied施加的 individual单独的 muscular m skjul 力臂 gravity r vti 重力 stretch伸展 拉紧 延伸 tensile tensail 拉力 tension张力 拉力 squeeze挤 compressive 有压力的 压缩的 torsional扭转的 torque转矩 twist扭 转动 molecule m likju l 分子的 slide滑动 滑 行 slip滑 溜 one another 互相 shear剪切 independently独立地 自立地 beam梁 compress压 revolve 使 旋转 exert i z t 用力 尽力 运用 发挥 施加 principle原则 原理 准则 规范 spin使 旋 转 screw螺丝钉 thread螺纹 2 词组 a number of 许多 deal with 涉及 处理 result from由什么引起 prevent from阻止 防止 tends to 朝某 个方向 in combination结合 fly apart飞散 3 译文 任何机器或机构的研究表明每一种机构都是由许多可动的零件组成 这些零件从规定的运动转变到期 望的运动 另一方面 这些机器完成工作 当由施力引起的运动时 机器就开始工作了 所以 力和机器 的研究涉及在一个物体上的力和力的作用效果 力是推力或者拉力 力的作用效果要么是改变物体的形状或者运动 要么阻止其他的力发生改变 每一种 力在它施加的零件上都会产生压力 通过人使用力臂的作用或者通过带有机械运动的机器 就产生了力的 作用 力在 于力对物体进行扭转 所以再一种力被称为扭转力或扭矩 还有另一种力是剪切力 它看起来可以 使材 的力作用在一根垂直的钢梁上 压向此梁 如 果此 和刀具靠近工件的移 动 包含研磨剂颗粒的粘合剂离心力必须比以高速 飞转 的机床设计中 一些离心力用来分力化学物质 其他的通过离心铸造 法在 做圆周轨迹运动 这个运动是由不停的利用朝圆心的方向的拉力产生的 在其他的工件中 抗离 可以提供所要的向心力来保持零件做圆周 轨迹 原理的很多用途通过机械设备可以生产 产品 动可以使用手工刀具和动力刀具 钻孔 在车 床上 发生物理或者化学的改变 重力 或者在运动中改变时就产生了 当力的作用是朝物体外延伸的 被 称为拉力 在承受拉力的时候时被称为处于拉力状态 力也可以使物体缩短或者挤压 这样的力称为压力 或者由 料互相之间发生层或者分子发生滑动或者滑落 每一种力可以单独作用 也可以组合作用 例如 一个向下 梁是水平放置的 那么负载作用在中间 梁的底部由于向外延伸 受到拉力 同时 梁的上部受到压 力 如果挤压和拉伸的力足够大 使材料的层发生相互滑动 剪切力就产生了 几个力作用的另外一个例子是在车床上对一个零件进行车削加工 随着工件的旋转 切削刃的楔入作用产生一个剪切力 这个力使得金属看起来像以切屑的形式从工件上流出来一样 如 果一个工件被安装在车床的两个顶尖之间 顶尖对工件施加一个压力 车床夹头驱动工件产生剪切力 作 用在刀具的压力产生拉力和压力 同时还有剪切力 在砂轮上离心力的作用受到相当的关注 那就是 在轮上 的轮子旋转起来的力要更有力 为此 在制造厂 砂轮的速度不能超过安全面速度的额定极限 离心 力随着速度的增加而增加 离心力的原理通常用在离心力种类 金属中分离杂质 离心力的原理也用在普通的装置中 比如衣服甩干机和控制马达转速和加速移动的 设备中 向心力使物体 心力的内部的力称为向心力 以不断变化的速度旋转的物体的向心力产生一个加速度 这个加速度指 向圆心 和离心力的方向相同或者相反 原料用在快速移动机器零件和机构的结构上 必须足够的有力 同时 材料必须能承受使零件分开的离心力的作用 运动和影响运动的基本规律是非常重要的要考虑的事情 因为这些 主要的两种机械运动 圆周运动和直线运动 这些术语表明圆周运动时圆形的 在圆心四周运动 而直线运动是笔直的直线的运动 对于圆周运动或者直线运动 随着增加机械的设备 来形成其他形式的 运动是有这种可能的 例如 间歇运动和交替运动 圆周运动 一般的传输运动时圆周运动 产生这种类型的运 车削零件 铣平面 驱动发电机或风扇的皮带都需要回转运动 直线运动 车上刀具的进给 在电动锯上切屑钢条 或者在刨床上刨平面 都是用直线或者直线运动来生 产产 的过 连杆 和皮 Lesson 3 工程力学概述 1 词汇 f sineiti 迷人的 有极大吸引力的 sufficient s fi nt 足够的 充足的 precise pri sais 我们周围 这个世界充满了物质 机器 设备 工具 我们设计 建造和使用这些物质 这些 物质 人员根据其某些 功能 要求的理解而设计出来的 也 就是 工程力学的方法通常用在两个比较不同的方面 耐久性 安全和成本都需要一个交互的 反复的 置意外地失效后 通常需要进行研究 找出失效的原因和确定可能的改正措施 载荷的和工作状 品的工作 千分尺的螺杆和螺帽中的螺纹是把运动方向从转动变为直线的另外一些应用实例 谐振运动和间歇运动 任何简单的震动 例如 摆的下端有规律的往复运动是简谐运动 然而 很多制造 程要求间歇或者不规律的运动 例如 动力锯的快速回程或者牛头刨床滑枕就是最好的例子 因为在 回程中没有进行切削 因此 随着在回程节约更多的时间 加工产品的刀具就能节约成本了 圆周运动和直线可得到的运动组合是无限的 因为零件的种类很多 比如齿轮 凸轮 滑轮 螺钉 带 都能在多种装置中组合起来 fascinating 精确的 准确的 equilibrium i kwi libri m 平衡 均势 pertinent p tin nt 有关的 中肯的 恰当 的 2 词组 3 译文 看一下 由木头 金属 陶瓷和塑料制成 我们从经验中获知 有些事物要比其他的好 他们经久耐用 花费 低 更加安静 看起来更好 或者更便于使用 然而 在理想的情况下 每一件产品都是设计 说 在设计过程中 应该回答这样的问题 即 它应该具有哪些确切的功能 在工程领域里 例如 重量 惯性 压力的作用 通常主要的功能是承受一些种类的载荷 从家里的房梁到飞机的机翼 材料 尺寸和连接件必须有一个恰当的组合 使生产出来的设备能可靠地实现功能 因为合理的成本超过适度的 使用期限 实际中 1 任何新设备的研发过程 对结构 尺寸 材料 载荷 考虑过程 2 当一个装 对于大部分的工程师 以上的两个过程能完全地检验 更不用说 偶尔获利 对于任何实际的问题 总是缺乏足够完整和有用的信息 我们很少准确地知道实际 态 因 学 和 材料力学 静力学 涉及的研究是力作用在 静止的 进去 那么 静力 学发展 实际问题本质有关的各种类型的近似方法 果我们仔细观察 就 可以发 设会使得问题变得更简单 更容易处理 你会发现我们 的目 如果我们的分析做得过于 简单 过去的二十年里 在实用性方面有了极大的提高 因为我们有了大量计算机化的方法来解决以前不 能解 Lesson 4 轴和联轴器 1 词汇 t u li 实际上 事实上 solid实心的 hollow h l u 空的 socket 机 承窝 座 套节 此 所作的分析工作也很少是精确的 尽管我们的数学分析可能是精确的 然而 我们所做的整个 分析通常只能是近似估算而已 并且得到的结论是因人而异的 在工程力学的研究中 很多问题都被理想 化 为了得到一个唯一的结论 但是 我们要认识到现实生活中远远不是那样理想化的 然而 为了得到 一个结论 你通常需要做出一些理想化的假设 在技术领域我们所考虑的一般被称作 静力 设备上 材料力学 涉及的是这些力对结构的作用 变形 负载极限等 然而 实际上很多的设备并不是静止的 如果把与动力学相关的外负载一起考虑 的理论也可以完美应用到动力学中 不管什么时候 当动态力与静载荷之间只存在很小的关联时 这个系统通常被认为是处于静态的 在工程力学中 我们非常重视与 首要的 我们假定要讨论的东西处于平衡 也就是说 没有加速度 然而 如 现任何东西都是处于加速状态中的 我们会认为许多设备组成是无重量的 但它们的确是有重量的 我们会处理一些作用在质点上的力 但所有的力都是作用在一定的受力面上的 我们会认为某些零件是刚 性的 但是所有的物体在载荷下都会发生变形 我们会做出很多明显错误的假设 但是这些假 标是在不严重影响试验结果的前提下 做尽可能多的假设来使问题简化 一般来说 没有明确的方法决定怎样才能完整地或者精确地解决某个问题 我们可能会得不到某个适当的答案 如果我们的分析过于细枝末节 我们可能会得不到任何答案 以一个相对简单的分析入手 然后再增加更多的细节 最后得到一个实用的结论 这种做法通常是更可取 的 在 决的问题 在以前要解决这些问题需要过多的时间 与此同时 计算机的成本和使用成本正以数量级 在减少 我们正经历一个 个人电脑 大量涌入校园 家庭 和商业的时代 virtually v 轴孔 套筒扳手 wrench扳手 扳钳 knob旋钮 stem stem 工具的 柄 把 表的 转柄 stiff不易弯曲的 硬 的 deviate di vieit 使违背 使放弃 使脱离常轨 diameter dai mit 直径 clutch离合器 hence因此 所以 sustain s stein 承受 支撑 concentration k ns n trei n 专心 专注 集中 集结 critical kritik l 决定性的 关键性的 危急的 批评的 批判的 severe si vi 严重的 剧烈的 vibration vai brei n 震动 conservative k n s v tiv 保守的 守旧的 传统的 elaborate i l b reit 复杂的 精心制作的 adjacent d eis nt 接近的 附近的 propeller pr pel 螺旋桨 推进器 radial reidi l 辐射状的 放 射式的 径向的 星形的 flange fl nd 机械等的 凸缘 火车的 轮缘 2 词组 3 译文 实际上 几乎所有的机器中都装有轴 轴的最常见的形状是圆形的 横截面可以是实心的 或者是空 心的 同一 通过齿轮 皮带轮 凸轮和离合器等零件传递动力 通过这些零件传来的力可能会 使轴 要考虑扭矩和弯矩的当量载荷 因为扭矩和 弯矩 之间的周可以采用冷轧钢 或锻 中 必须进行认真的计 算 重要 求解 这类 性联 轴器 空心轴可以减少重量 有时候也会使用方轴 例如 螺丝起子的头部 套筒扳手和控制旋钮的杆 为了在传递扭矩时不发生过载 轴应该具有适当的抗扭强度 轴还应该具有足够的抗扭刚度 以使在 个轴上的两个传动零件之间的相对转角不会过大 一般来说 在长度等于轴的直径的 20 倍时 轴的扭 转角不应该超过 1 轴安装在轴承中 发生弯曲变形 因此 轴应该有足够的刚度以防止支撑轴承受力过大 总而言之 在两个轴承支撑之 间 轴在每英尺长度上的弯曲变形不应该超过 0 01 英寸 此外 轴还必须能够承受弯矩和扭矩的组合作用 因此 会产生交变应力 在许用应力中也应该有一个考虑疲劳现象的安全系数 直径小于 3 英寸的轴可以采用含碳量大约为 0 4 的冷轧钢 直径在 3 5 英寸 造毛坯 当轴的直径大于 5 英寸时 则要采用锻造毛坯 然后经过机械加工达到所要求的尺寸 轻载 时 广泛采用塑料油 由于塑料是电的不良导体 在电器中采用塑料比较安全 齿轮和皮带轮等零件通过键连接在轴上 在键及轴上与之相对应的键槽的设计 例如 轴上的键槽会引起应力集中 由于键槽的存在会使轴的横截面积减少 会进一步减弱轴的强度 如果轴以临界速度转动 将会发生强烈的振动 可能会毁坏整台机器 知道这些临界速度的大小是很 的 因为这样可以避开它 一般凭经验来说 工作速度与临界速度之间至少应该相差 20 许多轴需要三个或更多的轴承来支撑 这就意味着它是一个超静定问题 材料力学教科书中介绍 问题的方法 但是 设计工作应该与特定场合的经济型相符合 例如 需要一根由三个或更多个轴承 来支撑的主传动轴 可以对力矩做出保守的假定 按照静定轴对其进行设计 其成本可能会更低一些 由 于轴的尺寸增大所增加的成本可能会比进行复杂 精细的设计分析工作所多花费的成本要低一些 轴的设计工作中的另一个重要方面是一根轴与另一根轴之间的直接连接方法 这是由刚性或者弹 来实现的 联轴器是用来把相邻的两个轴端连接起来的装置 在机械结构中 联轴器被用来实现相邻的两根转轴 之间 有几种类型 它们的特性随其用途而定 如果制造工厂中或者船舶的螺旋桨需要一根特别长的 轴 把这些轴精确地对准是 比较 Lesson 5 轴和相关零件 1 词汇 齿 attach附上 贴上 缚上 拴上 连接 pin钉 栓 销 spline花键 snap揿钮 按扣 idler 的半永久性连接 在机器的正常使用期间内 这种连接一般不必拆开 在这种意义上 可以说联轴器 的连接是永久性的 但是在紧急情况下 或者在需要更换已磨损的零件时 可以先把联轴器拆开 然后再 连接上 联轴器 可以采用分段的方式将其制造出来 然后采用刚性联轴器将各段连接起来 一种常用的联轴器是由两 个配对的法兰盘组成 这两个法兰盘借助靠键传动的轴套连接到相邻两节轴的两端 然后用螺栓穿过法兰 连接起来形成刚性接头 相互连接的两根轴通常是靠法兰面上的槽口来对准的 在把属于不同的设备 如一个电动机和一个变速箱 的轴连接起来的时候 要 困难的 此时可以采用弹性联轴器 这种联轴器连接轴的方式可以把由于被连接的轴之间的轴线的不 重合所造成的有害影响减少到最低程度 弹性联轴器也允许被连接的轴在它们各自的载荷系统作用下产生 偏斜或在轴线方向自由移动 浮动 而不致产生相互干扰 弹性联轴器也可以用来减轻从一根轴传到另一 根轴上的冲击载荷和振动的强度 sprocket链轮 机 惰轮 空转轮 支承滚轴空载 apparent显然的 明白的 清晰可见的 表面上的 貌似 真实 的 subject 使服从 征服 制伏 fluctuate fl ktjueit 波动 涨落 起伏 reverse ri v s 使 反转 使 颠倒 使 翻 转 推翻 取消 使倒退 逆转 alternate l t nit 轮流的 交替的 间隔的 代替的 excessive ik sesiv 过度的 过分的 极度的 hamper h mp 妨碍 束缚 限制 objectionable令人不快的 令人反感的 讨 厌的 accuracy kjur si 精确 性 准确 性 integral inti r l 构成整体所必需的 组成的 主要的 必 备的 完整的 整体的 综合的 attachment t t m nt 附属 附件 axially ksi li 向轴的方向 circumferential s k mf ren l 圆周的 equalize i kw laiz 使某事物 相等 practicality pr kti k liti 实用性 2 词组 有关 针对 把 归因 功 于 谈 涉 提 及 提到 指 的是 serve to用来 in contact refer to 提及 with和 联系 3 译文 轴通常是指旋转的和传递动力的相对比较长的零件 它属于轮的一部分 一个或多个诸如齿轮 链轮 皮带 汽车 弯曲 扭转等载荷的各种组合的作用 而且 这些载荷可能是静态的 也可 能是 接受的极限范围内 过多的轴横向偏转会阻碍齿轮 的运 件如齿轮和凸轮是与轴造成一个整体 但更多的这类零件 包括滑轮和链轮 是单独制造 的 输轴 在轴上的安装是通过定位环来实现的 它通常叫做卡环 卡环需要在轴 上开 安装是 通过 相对应的花键来实现的 花键和普通平键都 可以 的轴 它们必须设计成避免在极限速度下工作 这通常意味着要保证 足够 系统的质心永远不可能与其旋转中心重 合 轮和凸轮等类的构件通常借助于销 键 花键 卡环或其他装置连接到轴上 后面提到的这些构件在 本篇课文中被称为 相关零件 还有联轴器和万向节 它们被用来实现轴与动力源或与载荷之间的连接 轴可以不是圆形 并且它也不一定是旋转的 轴可以是静止的 用来支撑一个旋转的构件 比如 在 上用来支撑从动轮的短轴 支撑惰轮的轴可以是旋转的或者是静止的 这取决于与轴配合或是由轴支 撑的齿轮是否经过轴承 很显然 轴将承受轴向 波动的 典型的 一根旋转轴传递能量要承受一个不变的扭矩 产生一个大小恒定的扭转应力 并且 还承受一个扭转歪曲载荷 产生一个交替歪曲应力 为了满足强度条件 轴的设计必须保证其偏转在可 转并且引起令人不快的噪声 相关的角度偏转会对非自定心轴承造成破坏性损伤 不管是平动或滚动 轴承 扭矩偏转会影响凸轮或齿轮驱动机制的精度 此外 柔性 横向的或扭转的 越大 则相应的临界 转速就越低 有时一些零 然后安装到轴上 被安装零件与轴接触的部分叫轮毂 轴上轮毂的附件可以通过许多方法制造 一个 齿轮可以用轴肩和垫圈进行轴向固定 并通过键来传递扭矩 与键配合的轴上的凸槽和轴毂叫键槽 一种更简单的固定方式 它传递相对比较轻的载荷是通过销进行的 销提供了一种相对比较经济的传 向载荷和周向载荷的方式 轴向定位和轮毂限位以及轴承 凸槽 而凸槽会削弱轴的承受能力 但如果凸槽开在应力较小的地方 这就不是不利的 可能最简单的轮毂与轴之间的固定是借助于过盈配合来实现的 毂孔只是比轴的直径小一点 对轮毂施压或使其热膨胀来完成的 有时也通过收缩轴来完成安装 就如同干冰一样 在温度达到平 衡之前完成组装 有时候也把定位销和过盈配合一起使用 最好的传递扭矩的方式是借助于在轴和轮毂上加工出来的 保证轮毂和轴一起滑向轴心 旋转的轴 尤其是那些高速运转 的横向刚度使得轴工作时转速可以明显高于最低临界速度 考虑到横向振动和临界速度 制造以及运行的现实考量是旋转 因此随着轴的旋转速度增加 作用在质心的离心力将会增加弯曲轴的趋势 在轴的最低临界 或额定 速度下 离心力与轴的弹力处于平衡状态 而此时轴处于一个适当的变形状态 在临界速度下 此时平衡 理论要求用一个无限中心来代替质心 阻尼使平衡会出现一个有限质心 然而 这一质心替代所产生的影 响通常会大得使这根轴折断 在临界速度之上的足够大的转速可以得到质心向旋转中心移动的结果 得出 一个令人满意的平衡位置 在一些特殊情况下 如一些高速涡轮机 通过快速经过临界速度 却没有足够 的时间使得轴达到一个变形平衡 然后工作在临界速度之上的方法可以得到令人满意的运行结果 一些应该牢记的基本原则是 1 轴越短越好 并且使轴承靠近外载荷 如此便可以减少变形和弯矩 并且提升轴的最大临界速 尽可能使必要的应力集中源远离轴上承受较高应力的区域 可考虑采用局部表面强化工艺 诸 挠临度界 轴 因为所有的钢材都具有相同弹性模量 定的 临界速度的要求会随着具体的 应用 应造成相互啮合的齿轮轮齿间间隙超过 0 13mm 也不应造成齿轮轴心倾斜变化超过 在滑动轴承中 轴 轴颈 的偏转必须小于油膜厚度 偏转通常不能超过 0 04 Lesson 6 皮带 离合器 制动器和链条 1 词汇 摩擦力 agent工具 方法 subject取决于 的 有待于 的 uncertainty无把握 不确定 变 之用的 可用于 time to time不时地 bring up提及 提出 离合器 制动器和链条是利用摩擦作用在机器组成上的一个例子 皮带提供一种方便的方式 度 2 如喷丸强化和常温滚压 3 用廉价钢材来制造 4 当重量是最重要的因素情况下 可以考虑中空的轴 轴的最大允许挠度通常是由临界速度 齿轮或者轴承相关要求决 发生很大的改变 齿轮和轴承的运行时随着齿轮或者轴承的设计以及应用发生改变 但是以下内容可 以用作一般性指导 1 轴的偏转不 0 03 2 3 如果没有采用调心轴承 轴在球轴承或滚子轴承中的角度 friction摩擦 化不定 无把握 不确定的事物 coefficient k ui fi nt 系数 率 程度 synchronize 使 同步 使 同速进行 literature lit rit 广告的宣传单 coaxial k u ks l 同轴的 共轴的 empirical em pirik l 以 观察或实验为依据的 appropriate for拨出 款项 房屋等 供 之用 合适的 2 词组 available for可供 3 译文 皮带 用来 和橡胶 V 带广泛用来进行动力传送 V 带有两种系列 标准 V 带和高负荷 V 带 带的其他种 类可 用差异 用来确定哪种布局 所花 时修正负荷 的数值 接或脱开的装置 离合器 通常 扭矩 使电动机从启动运行到正常工作的速度 如果电动机的轴与 具有 替 制动器的功能就是吸收能量 那就是 把动 速率等于正压力 摩擦系数和摩擦速度三者的乘积 制动和制动 材料 过齿 传递从一根轴到另一根轴上的动力 通常 有必要使皮带降低马达高速旋转的速度 来降低机械设备 所需的花费 当轴需要经常连接和拆开的时候 就需要用到离合器 制动的作用使机械能转化为热量 摩 擦设备的设计取决于必须用到的摩擦系数值的不确定性 链轮在平行轴之间传递动力能提供一个方便和有 效的方式 人造纤维 用于动力传递的目的 同步带上的齿可以使轴与轴之间实现完全同步 当设计 V 带驱动的时候 计算两种或三种带和带轮的不同布局所带来的费 费用最少 这种方法是一个很好的方案 各种 V 带制造厂的目录包含很多有用的信息 V 带在动力传递领域中是一个很重要的组成 经过各种制造厂不断的改进提高 需要时不 通常设计师被当前广告的印刷品所影响 尤其是他想期望使用的带的牌子 要考虑前述的发展 方法是显示比如通过弯曲 离心力作用和动力传递 如何影响带的疲劳寿命 离合器是一个用来使从动轴与位于同一轴线上的主动轴进行快速和顺利的连 放置在到机器的输入轴和从驱动电动机的输出轴之间 为启动和停止机器提供一个方便的方式 而且 允许启动马达或发动机以空载运行 电动机里的轮子有转动惯性 需要 很大转动惯量的负载刚性地连接在一起 当合上开关使电动机突然启动时 有可能在电动机没有来得 及足够的扭矩 使电动机轴达到应有的转速之前 电动机内的线圈就会因为过大的电流而被烧毁 在电动 机和负载轴之间的离合器限制电动机启动扭矩只是用来加速轮子和离合器的零件 在一些机床上 通过离 合器 能很方便地驱动电动机不停地运转和启动 停止机床 制动器和离合器很相似 除了其中一根轴被固定的元件所代 能和势能转化为摩擦热 和在没有破坏的持续高温下散热 离合器也可以吸收能量和散热 但以低速 率进行 使用制动器 或离合器 地方通常持续一个周期 做好快速散热到周围空气的准备 对于间歇的 操作 零件的热容量能存储更多的热量 然后经过很长的周期散热 设计制动器和离合器的零件必须避免 这种要不得的热量压力和热量的扭曲 在摩擦面之间单位面积上所产生热的 的里料制造商引导化验和累积经验 以便他们能达到 PV 实验上的数值 正常压力次数和摩擦速度 和在摩擦表面的单位面积动力 摩擦表面是适当明确了制动的设计 制动材料的里料和服务情况的类型 链传动集中了皮带和齿轮驱动的一些优点 对于任意实际轴的距离 链传动能提供任意速率 他们超 轮主要的优势是链传动能以任意中心距来工作 和带传动相比较 链传动的优点是强制 无滑动 传 动 因此具有更大的传递动的能力 另一个优点是单条的链传动 以不同的速度 甚至能同步运动 不但 能驱动两根轴 而且能驱动多根轴 主要应用在输送带系统 农业机械设备 纺织机械和摩托车 最简单的链传动的形式 包括两个任意大小的链轮和一个链环 带有外部齿形的链轮以便它们能安装 到驱 用于 Lesson 7 紧固件和弹簧 译文 件是将一个零件与另一个零件连接的零件 因此 几乎所有的设计都要用到紧固件 人们对任何 产品 供方便 组合设计有助于制造和运输 容易被拆开 而且不会对紧固件造成损伤 例如 固件连接的零件虽然被拆开 但是已经对紧固件产生一定的损坏 用这种紧固件时 永远都不能拆开 例如铆钉和焊接 小型紧固件和小量的大型紧固件的确定 如螺栓 调性 后果 动链上 齿形有很多齿组成 在最近的汽车应用领域里 通过修改齿的形状和 或大小来降低噪音 链传动可以应用在一定精确的范围内 从优质链传动到普通链传动的范围内 普通链的成本低 主要 额定功率在 40KW 以下的非关键性的传动中 与之相反 优质链传动被设计用于高速和传递大功率的 场合 3 紧固 的满意程度不仅取决于所选的零件 还取决于它们连接的方式 紧固件为产品设计提供以下特征 1 为检查和维修提供拆卸的方便 2 为由很多组件组成的组合设计提 紧固件有 3 种主要分类 如下所示 1 可拆式的 采用这种紧固件连接的零件很 普通的螺栓螺母连接 2 半永久式的 采用这种紧 例如开口销 3 永久式的 当使 对于一个特定的应用 选择紧固件时需要考虑以下的因素 1 主要的功能 2 外观 3 大量的 4 操作环境 比如振动 负载和温度 5 拆卸的频率 6 零件位置的可 7 连接件的材料类型 8 紧固件失效和松动的 通过复杂的产品 都可以意识到紧固件的重要程度 例如在汽车 是由成千上万的零件连接在一起得 到一 变形和负载成正比关系的胡 克定 这类应用占弹簧应用的主要部分 如在离合器和制动器中起操纵力的作用 弹簧也用 括汽车悬架系统弹簧和缓冲弹簧 用弹簧装置来实现计时功能 铜和铜铍合金制造而成 弹簧通常由专业从事生产的 厂家 弹簧 尤其是遇到重载 高温 需要承受交变应力或者需要具有抗腐蚀性的时候 应该向弹簧制 造厂 Lesson 8 螺纹连接件 词汇 r li 十分地 彻底地 standardize标准化 catastrophic k t str fik 悲惨的 灾难的 杠杆 rent 一拧 猛拉 cy 连接件起着定位 夹紧 调整和从一个机器零件向另一个传递力的作用 螺纹连接件是标准化 通常 向 辆汽车的 单个紧固件的失效或松落都能导致简单的障碍 例如门发出咔吱响或者严重的故障例如车 轮脱落 在特定应用场合 选择紧固件的类型时 需要考虑到这些可能性 在外载荷作用下 弹簧是一个能产生相对大的弹性变形的机械零件 指出 律表明了弹簧的基本性能 然而 一些弹簧在负载和变形之间不是成正比的关系的 弹簧的重要性和 应用如下所述 1 控制机构运动 来保持凸轮和从动件的连接 2 缓冲和减振 这类应用包 3 储存能量 这类应用于钟 摄像机和割草机 很多停车计费使 4 测量力的大小 用来称重量是最普遍的用途 大部分的弹簧用钢制造 但是也有用硅青铜 黄 完成 圆柱螺旋弹簧是最常用的一种 扭杆和板弹簧也经常应用 对于圆柱螺旋弹簧 如果弹簧丝直 径小于 8mm 通常用冷拔钢丝或者由回火钢丝通过冷卷法制成 如果弹簧丝直径较大 采用热轧钢筋卷制 弹簧 选择 家进行咨询 为了正确选择弹簧 应该对弹簧的各种使用要求 包括空间限制进行全面研究 有许多 不同种类的专用弹簧可以满足一些特殊要求或用途 1 thoroughly lever li v wrench一扳 猛扭lindrical si lindrik l 圆柱的 3 译文 螺纹 在大规模设计机器中使用 不管其他连接方法的改进 螺纹紧固件在设计中保持了基本的装配方法和 机器的结构 为了达到效果 每一个应用需要合适的设计和安装 因为单一紧固件的失效带来破坏性 甚 至是灾难性的 所以 工程师必须选择合规格的连接件的类型和大小 这样能适合即将到来的应用 通过在另一个方向上 切向 作用的小规模的力 螺纹连接件能有效运用和保持在一个方向上 轴 多个 螺旋状的隆起物 在圆柱体的表面通过切削和冷成 型形 距组合 对于普通的装配使用 在振动不影响和需要经常拆 卸的 一个简化的符号包括大小 螺纹的系列 配合级别和内外 螺纹 力的作用 所有这些都是基于单头螺纹螺钉的 它是一个简单机械 可以在最小的空间内产生很大的 机械效益 而且在理论上是自锁的 然而 有效的使用需要另外两个简单的机构的帮助 杠杆和轮轴机构 扳手就是一个基本的杠杆 螺丝刀是一个轮轴机构 螺纹连接件基本上是小型 高拉力的零件 螺纹是 成一个槽 所以加工出螺钉 螺栓和双头螺柱 当加工出个别在形状上对称 圆柱体内表面形成的螺 纹 称为螺母 内外螺纹配合是所有的螺纹连接件装配的关键 旋转运动的螺母安装在静止的螺钉上 首 先沿着螺钉传递一个轴向的运动 当遇到的阻力的时候 螺纹要求通过楔作用 产生一个轴向力 随着轴 向力的增加 更多的旋转要求增加更多的努力 扭矩 所以 连接时很紧凑的 除非受到外部的影响 比如振动或者气温变化超过了初期的条件 统一标准螺纹有三个基本系列的直径 螺 地方 粗牙系列是应用最广泛和推荐使用的 统一标准细牙螺纹在强度上有所提高 而且更适用于那 些要求精密调整的场合 这个系列通常用在飞机的装配中 因为螺纹很小 在高载荷应用里 螺母的设计 非常重要以防螺纹滑扣 统一标准超细牙螺纹应用在那些和外螺纹配合的地方 是薄壁的一个部分 这类 螺纹更能抵抗振动 而且能提供更精密调整 统一标准螺纹在图样 材料清单等标注 用 符号 A 是外螺纹 B 是内螺纹 还有螺纹的旋向 例如 符号 4 1 20UNC 2A RH 4 1 英寸的直径 每英寸有个螺纹 公差等级 2 级和右旋的统一粗牙20标注带有外螺纹的零件 零件具有 螺纹 通常 右旋可以省略 因为它是标准的 另一个例子 4 3 16UNC 2B LH 4 3 符号为内螺纹 左旋 有基本主要的英寸的直径 没英寸长度上有 16 个统一细牙螺纹 表示的大径 基本 常被与螺纹紧固件一同使用 为螺 ISO 标准包括多种直径 螺距的组合 但是美国标准就只指定了一种直径 螺距系列 用毫米 尺寸的数字跟在公制螺纹用字母 M 表示的后面 后面继续跟着毫米为单位的螺距 用符号 分隔 例 如 M4 0 7 表示 一个公制螺纹的大径基本尺寸为 4 毫米 螺距 0 7 毫米 大部分的螺钉连接件都是可拉伸的零件 容易受弯曲载荷的影响 垫片经 母和螺栓头提供更好的支撑面 为支撑面提供更大的间隙孔或者槽 把负荷分布在一个大的面积内 防止在装配过程中损坏零件 改进扭矩 拉力的比例 通过减少摩擦力 通过弹簧的作用在某些情况下锁 紧 平垫圈很薄 环形的圆盘 主要用来在支撑面和负载分布 没有锁紧的能力 锥形弹簧圈是由淬火后 又经过回火处理的钢制成的 它的形状稍微有一点像碟子 当螺杆太紧圆锥垫圈发生变形 由于热涨或者 由于垫圈的压缩 用弹簧可以补偿在螺杆拉力作用下的变形 弹簧垫圈基本上是单圈螺旋形弹簧 在负载 作用下变平 弹簧的作用能促进螺杆负载的维持 通过咬入支撑面上 分开的边缘提供一些锁定的作用 这些有锁定功能的垫圈一般由淬火钢制成 螺纹连接件通常由于疲劳失效 所以 碳钢和碳合金通常作为螺纹连接件材料 对用于统一标准和公 制螺 由于经济的原因 虽然铁素体合 金例 Lesson 9 滚动轴承 1 词汇 k n t min nt 致污物 污染物 predominant pri d min nt 占主导地位的 显著的 reliability 球轴承和滚子轴承 一个机器设计人员应该考虑下面五个方面 a 寿命与载荷的关系 b 刚 度 产这种方式决定了球轴承和滚子轴承不但质量高 而且价格低 因而机器设计人员的任 务是 纹连接件的材料 美国材料试验学会和美国汽车工程学会建立了标准 美国汽车工程学会标准把材料 划分等级 必须要满足最小拉力强度 试验载荷和结构和加工要求 另外 美国汽车工程学会的等级被分 级系统所认可 能在螺杆端部找到 美国汽车工程学会等级标准需要符合大量不同的钢 这样 紧固件生 产厂家可以在一定的范围内选择最适合他们特定的生产设备的材料 除碳钢之外 在抗腐蚀的地方能用很多不锈钢合金来做螺纹连接件 如 430 经常使用 但是奥氏体不锈钢 例如 304 和 316 具有更好的耐腐蚀性 镍基高温合金 例如蒙 乃尔铜镍合金 铬镍铁耐热耐腐蚀合金在高温 抗腐蚀性的场合也经常用作螺纹连接件 铝 青铜和黄铜 也用作螺纹连接件 在腐蚀性的环境里 在强度要求不高的地方 连接件用尼龙和其他塑料来做成 又适 用有便宜 contaminant ri lai biliti 可靠性 batch一批 一组 一群 revolution彻底改变 重大变革 responsibility责任 rest 使 休息 appreciation欣赏 鉴赏 赏识 housing外壳 外罩 induce引起 导致 abut邻接 毗邻 3 译文 对于 也就是在载荷作用下的变形 c 摩擦 d 磨损 e 噪声 对于中等载荷和转速 根据额定载荷 选择一个标准轴承 通常都可以保证其具有令人满意的工作性能 当载荷较大时 轴承零件变形 尽管它 通常小于轴和其他与轴承一起工作的零部件的变形 将会变得重要起来 在转速高的场合需要有专门的冷 却装置 而这可能会增大摩擦阻力 磨损主要是由于污染物的进入引起的 必须选用密封装置以防周围环 境的不良影响 因为大批量生 选择而不是设计轴承 滚动接触轴承通常是采用硬度约为 900HV 整体淬火的钢来制造的 但在许多 机构中不使用专门的套圈 而将相互作用的表面淬硬到大约 600HV 滚动轴承由于在工作中会产生高的应 力 其主要失效形式是金属疲劳 这一点并不奇怪 目前正在进行大量的工作以求改进这种轴承的可靠性 轴承设计可以基于能够被人们所接受的寿命值来进行 在轴承行业中 通常将轴承的承载能力定义为这样 的值 即所承担的载荷小于这个值时 一批轴承中将有 90 的轴承具有超过一百万转的寿命 尽管球轴承和滚子轴承的基本设计责任在轴承制造厂家 机器设计人员必须对轴承所要完成的任务作 出正 所需要的过盈量 而且也 应该 通常根据轴承受载荷时的产生的变形量来确定其最大载荷 因此 功地实现它们的功用 在某些情况下 必须保 护环 少的 Lesson 10 超高温涡轮发动机轴承 1 词汇 dikt 预言 预测 预示 technologically tekn l d ik l 技术上 conventional k n ven nl 确的评价 不仅要考虑轴承的选择 而且还要考虑轴承的正确安装条件 轴承套圈与轴或轴承座的配合非常重要 因为它们之间的配合不仅应该保证 保证轴承的内部间隙 不正确的过盈量会产生微动腐蚀从而导致严重的故障 内圈通常是通过紧靠在 轴肩上进行轴向定位的 轴肩处的圆弧半径主要是为了避免应力集中 在轴承内圈上加工出一个圆弧或者 倒角 用来提供容纳轴肩处圆弧半径的空间 在使用寿命不是设计中的决定因素的场合 静态承载能力 这个概念可以理解为对处于静止状态的或者进行缓慢转动的轴承所能够施加的载荷 这个载荷对轴承在随后进行旋转运动时的质量没有不利影响 按照实践经验确定 静态承载能力是这样一 个载荷 当它作用在轴承上时 滚动体与滚道在任何一个接触点处的总变形量不超过滚动体直径的 0 01 这相当于直径为 25mm 的球产生 0 0025mm 的永久变形 只有将轴承与周围环境适当地隔离开 许多轴承才能成 境 试其不受润滑剂和轴承表面磨损生成物的污染 轴承设计的一个重要组成部分是使密封装置起到 应有作用 此外 对摩擦学研究人员来说 为了任何目的而应用于运动零部件上的密封装置都是他们感兴 趣的 因为密封装置时轴承的一部分 只有根据适当的轴承理论才能设计出令人满意的密封系统 虽然它们很重要 与轴承其他方面的研究工作相比 在密封装置的研究方面所做的工作还是比较 predict pri 依照惯例的 约定俗成的 依照传统的 常规的 非核的 ceramic si r mik 陶器的 与陶器有关的 criteria 标准 evaluate评价 估计 估价 promise允诺 答应 有 希望 预示 virtual v tju l 实质上的 事实 上的 实际上的 exclusion iks klu n 拒绝 排除 排外主义者 contact k nt kt 接触 联系 联络 交 往 社会关系 熟人 门路 触点 接头 suitability适当 合适 相配 适宜性 mature m tju 成熟的 candidate k ndidit 申请求职者 候选人 报考者 2 词组 in excess of 超过 世纪初期用于航天动力的先进汽油涡轮发动机已经处于设计阶段 这些发动机将具有非常高的效 率 来说 目前的温度极限是 200 C 对于 果应用到高温材料和固体润滑剂的新想法是需要的 在 目前 滚动体和滚道的材料 对于高温轴承的滚动体和滚道 评价材料的最重要标准是高温强度 硬度 机械特性和氧化性 工具 钢是 性能陶瓷材料 在温度高于 1100 C 时 这些陶瓷材料比常规的轴承工具钢具有更 高的 韧度和非常低的热膨胀系数 由于具有这些性 能 的滚动体和滚圈的材料 尽管不像氮化硅那 么普 是其良好的导热率和热扩散率 抗氧化性和高纯度 性能几乎 不受 3 译文 在下 而且在很多例子中 能使航天飞机的速度超过 3 马赫 这些发动机的主轴轴承的工作条件要求非常高 可以预测到 主轴转速超过 30000r min 而轴承的温度超过 650 C 在需要有较长的轴承寿命的用途中 对于采用液体润滑的钢制轴承 轴承寿命短的应用中 有可能达到 450 C 即使使用在技术上最先进的液体润滑剂和金属合金 在轴 承工作极限寿命中 轴承的工作温度是 500 C 越过常规轴承的设计理念 利用最新的研究成 的温度极限下 预计极高的工作温度 800 C 900 C 是不可能达到的 陶瓷轴承带来了能提高工作 温度达到相当于 650 C 的希望 但是发生在高速高温陶瓷滚动轴承中的摩擦的相互作用是复杂和变化的 轴承和润滑剂材料的有效选择取决于他们热量的 物理的 化学的和机械的特性 也包括应用的工作环境 和工程技术约束 目前制造航天发动机轴承的最常用材料 它的实际温度极限大约是 400 C 在这种温度下 正常轴承 用钢会快速失去硬度 超高温轴承是一组高 硬度 在过去的 10 年里 开发了一种具有高速高温的陶瓷材料制成的滚动轴承 热压的或热等静压的 氮化硅 当有足够的润滑剂的时候 氮化硅是合用的 因为具有好的高温强度和硬度 在强度 重量关系上 有优势 而且还能具有极好的防止滚动体发生疲劳性能 然而 氮化硅有缺点 包括较低的抗拉强度 较低断裂 在陶瓷轴承的制造和应用方面需要做大量的开发工作 其他的陶瓷材料 例如碳化硅和碳化钛 已经被评为合适 及和成熟 它们确实具有某些能够使其成为高温滚动轴承备选材料的性能 例如 在做 40000r min 的 轴承测试中 把碳化硅作为滚动体的材料 虽然温度没有达到极限 但是它已经超过了液体润滑剂的范围 润滑系统仅仅包含了一层固体润滑剂膜 碳化硅有利于在高温轴承中应用的性能 杂质的影响 这种材料的一个缺点是它具有较高的弹性模量 它的弹性模量比热压氮化硅高出 50 因为高赫兹接触应力的危险 使这一特性作为一个潜在的问题 固体润滑剂 值得注意的是 对于大多数的合成润滑剂 限几乎等于最先进的轴承用钢的温度 对于未 来涡 滚动轴承充分润滑剂和并且有良好的密封性 阻挡污染物进入 轴承的寿命一般取决于材料的疲 劳极 一种复合物 它的耐热和抗氧化性都超过温度范围 例 如 重要性怎么强调都不过分 即使采用陶瓷材料时也是这样 无润滑的氮化硅或碳化硅既没有 固有 滑剂更具热稳定性的固态润 滑剂 Lesson 11 机床构造 1 词汇 骨架 构架 element成分 要素 原件 composite k mp zit 复合材料 concrete k nkri t 混 是机床的基本组成 大部分的机架是由铸铁 焊接钢 复合材料或者混凝土制成的 以下因素决 定材 抗变形和抗破裂 其刚性必须与弹性平衡 机架必须能够承受冲击 在载荷作用下不产 生裂 它的温度极 轮发动机 计算的工作温度是大大超过了这些材料的温度极限 唯一的解决办法就是利用非常规的润 滑剂 如果 限 如果不能采用液体润滑剂 则有必要采用某种形式的边界润滑来减少摩擦热和磨损 轴承接触部 分表面形成的氧化层可以提供有限周期的润滑 当选择了固体润滑剂之后 发现困难在于找到 从 50 C 到 980 C 在低温条件下工作良好的固态润滑剂经常会在高温情况下被损坏或变得有磨蚀性 反之亦然 润滑膜的 的低摩擦性 也没有良好的抗磨损性 这些特性可以通过与材料相适宜的固态润滑剂的帮助而获得 用包含高温添加剂的石墨润滑氮化硅 可以形成一层减小摩擦系数的摩擦化学膜 因此 便减少了热量的 产生 摩擦力的减小取决于 油膜与基体材料相比 它是否更容易被撕裂 对于工作在超高温 高于 550 情况下的轴承 更要考虑较之于石墨润 在充分理解各式各样元件之间的摩擦学关系的前提下 来进行复杂润滑系统的开发 如 高温润滑 剂 陶瓷制轴承 是绝对必要的 frame框架 凝土 eliminate i limineit 消除 排除 3 译文 机架 料的选择 这些材料必须 缝和永久变形 机架材料必须能消除或阻止振动的传递 从而减小使机床精度及寿命下降的摆动 机 架必须能抵抗不利的车间环境 其中包括新的冷却液和润滑剂 机架材料不能产生过多的热 必须能在其 额定寿命内不发生变形 必须拥有足够的密度使力分布均匀 各种机架材料的利与弊 铸件或焊件都可用于大部分应用场合 要决定哪一个最好 还要看给定的设计环境下所用成本而定 获得 铸铁拥有较好的刚度 重量比以及较好的阻尼特性 在有需要的地方改变铸件壁厚和添加其它金属 但铸件都需要有一个铸模 因为铸模的成本 想要获得更大尺寸的铸件则成为一 个限 下 机器制造商则用焊接钢来制造机架 因为焊接钢拥有更高的弹 性模