【正文】 當(dāng)按產(chǎn)品分類時，產(chǎn)業(yè)可以分為汽車行業(yè)，航空航天產(chǎn)業(yè)以及電子產(chǎn)業(yè)。其分類方式可以是按加工 過程，按產(chǎn)品類型也可以按產(chǎn)量和差異程度分類。同時，產(chǎn)品的生產(chǎn)時間應(yīng)盡量短以使廠家占據(jù)更大的市場份額。事實上，通過采用最簡單、最快以及最高效的方法來實現(xiàn)預(yù)期的目標是非常重要的。 3機械加工精度基礎(chǔ) 加工是通過最簡單和最廉價的方式將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫漠a(chǎn)品。 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。使用這些材料的優(yōu)勢有，運行平穩(wěn)、內(nèi)部潤滑、減弱沖擊和振動 ,而且制造經(jīng)濟。 非金屬材料 非金屬材料制造齒輪已經(jīng)很多年了。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。 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。最常用的表面硬化過程為是火焰表面淬火、感應(yīng)淬火、滲碳、滲氮、 氰化 , 碳氮共滲 。表面 ~ 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。在每一個接觸齒牙表面都會有很高的應(yīng)力。 在許多情況下 , 雖然表面必須有非常高的硬度但主體部位只需要適當(dāng)強度?；鼗鹜ǔＪ驱X輪淬火后立即執(zhí)行 , 包括加熱齒輪溫度到 200 度至 700 度 ,然后慢慢在空氣冷卻到室溫。 雖然說討論各種熱處理方法和他們對材料特性的影響不是我們這里的目的，設(shè)計師同樣應(yīng)該意思到材料熱處理可能帶來的問題。不幸的是 ,熱處理工藝通常會使齒輪產(chǎn)生變形 ,結(jié)果是齒輪負載不能均勻分布在整個齒輪齒面。他們與鑄鐵相比有更高的強度和更低的成本。 通常的設(shè)計是在鑄鐵齒輪和鋼齒輪于成本、強度、磨損間取一個平衡。 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。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。總的說這一次討論中 ,我們將根據(jù)各種金屬和非金屬齒輪材料的一般分類來考慮他們的特點。然而 ,在大多數(shù)設(shè)計上的問題中 ,最后通常都是一個折中的選擇材料。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。在做出一個選擇前 ,設(shè)計師必須決定對這個問題手上的哪些條件是最重要的。 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。順銑比逆銑允許更大的進給撮合和擁有更長的刀具壽命。 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(xiàn)的，這必須要一個剛性的絲桿來配合工作臺的進給。這將導(dǎo)致一系列沖擊或突然加載。 向下銑削（順銑）。此外，由于刀具傾向于削減和滑動，所以通過這種方法獲得的加工表面質(zhì)量不是很高。然而，加工過程中不涉及沖擊載荷，從而確保機床的平滑操作。這有讓工件離開工作臺的趨勢。 向上銑削（逆銑）。這種周期性變化的力，可以激起機床系統(tǒng)的自然頻率，這對刀具的壽命是有害的同時使表面粗糙度產(chǎn)生。 碎片厚度的變化。 小尺寸的碎片。因此，銑刀在再次進行銑削前有時間冷卻。 銑削過程的特點是： 斷續(xù)切削。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。因此，每個切削刃都有適當(dāng)?shù)膬A斜和救濟角度。去除金屬是通過銑刀和工件 同時直線運動而相結(jié)合成旋轉(zhuǎn)運動完成的。 2銑削 除了車床銑床是在制造業(yè)使用最為廣泛。它們通常是垂直的，最常見的一種是鉆床。由于涉及的形狀和部分種類繁多，拉床被制造成各式的設(shè)計和尺寸。 拉床 這些機器 推或拉拉刀，水平或垂直，從而加工各種內(nèi)部或外部的表面。 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。 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。這是一個夾具，在各個加工步驟使工件旋轉(zhuǎn)到指定角度。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。這些機器很簡單，嚴格裝配并用于高量產(chǎn)。連接銑刀的主軸，可水平（板坯銑削），或垂直（面銑）?；绢愋透攀鋈缦隆? 銑床，銑床是最通用和最有用的工具機，因為它們能夠執(zhí)行各種切割操作。這些機器可能會配有單個或多個主軸，以減少循環(huán)時間 鏜床 雖然鏜操作可以在車床上進行，但鏜床用于大型工件。所有的操作都由連接到一個特殊的炮塔的工具自動執(zhí)行。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。各種切削工具，通常在最多六個炮塔上安裝。如凸輪和數(shù)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。 進一步發(fā)展的是自動車床。切削刀具，連接到一個刀架和托架，沿床消除材料。床頭包含主軸轉(zhuǎn)速傳動齒輪，并通過適當(dāng)?shù)凝X輪和進給桿，驅(qū)動車架，使滑動裝配滑動。工件的一端是被一個安裝在主軸的夾頭夾緊，主軸在床頭旋轉(zhuǎn)。 車床 車床通常被認為是最古老的機床，并在 1750s 產(chǎn)生 .車床上進行基本操作有車削，鏜，和端面車削。依據(jù)功能和所包含的配件，設(shè)備可分為不同類別。此外，這個懸臂引導(dǎo)臂可以彎曲旋轉(zhuǎn)，因此使刀具可以根據(jù)柱面坐標系統(tǒng)沿不同方向運動。攜帶鉆頭的懸臂引導(dǎo)手臂，能夠沿著床身提高或降低，夾緊在任意位置。 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。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。 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。 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。這種鉆床有一個電動機作為動力源，運動經(jīng)由滑輪和皮帶傳到安放刀具的主 軸上。以下是常用的鉆床種類。然而，刀具總是繞著它的軸線旋轉(zhuǎn)而工件是牢牢固定的。這樣的結(jié)果對你有多合理？是否你的來自經(jīng)驗、判斷、直覺的結(jié)果的數(shù)量級有意義？ 2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(xiàn)。要花時間寫清楚步驟。你還要讓你的結(jié)果對希望閱讀你成果的人有意義。數(shù)值的精確度是你使用的數(shù)據(jù)最后一位有效數(shù)字的一半。一個沒有單位的數(shù)，正如沒有數(shù)值的單位一樣，都是無意義的。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。幾乎在解決每一個工程問題時，非常重要的第一步就是用圖表將問題呈現(xiàn)出來。 4. 采用你正在分析的系統(tǒng)的圖紙，對主要的零 件進行標記，并且采用相關(guān)尺寸。 3. 在你開始下筆計算前請思考一下問題。 2. 對于已知的問題和未知的問題，寫一個一兩句的小結(jié)。每一頁紙只寫一面。 為了達到解決問題的目的，以下的指導(dǎo)會很有幫助 ： 1. 在每一頁頂開始一個問題，盡管問題的解決方案會少于一頁。 在機械工程的研究中，你應(yīng)該培養(yǎng)解決問題的能力，達到其他工程師對你的期望標準。機械工程師利用他們的常識、經(jīng)驗、直覺、判斷和物理規(guī)律經(jīng)過一個叫數(shù)量級的近似過程來尋找答案。 出于這個原因，為了給未知量指定數(shù)值，設(shè)計師就做出近似。只可能是粗略的估計。 除了單位的問題，工程師必須得到問題的數(shù)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。 在機械工程中的每個量由兩部分組成：數(shù)值和單位。工程師們得到了尊重，基于此，大眾對他們設(shè)計和制造出來的產(chǎn)品給予了信任。設(shè)計是一個要求嚴格的專業(yè)，但當(dāng)你有很廣泛的經(jīng)驗知識，它也是相當(dāng)有趣的。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(chǎn)生噪聲？機器 噪音是否過大？構(gòu)件的安裝是否相對簡單？機器是否易于操作和維修？ 當(dāng)然，對每一個問題，沒有一個設(shè)計者能具備足夠的專業(yè)知識來考慮上述所有的特性而做出最佳的選擇。創(chuàng)造性會出現(xiàn)，是因為一個有活力的頭腦是不會滿足于事物現(xiàn)狀并愿意去創(chuàng)造。任何會提高成本的東西都應(yīng)該合理，例如，（產(chǎn)品）性能的提高，添加有吸引力的特征，或者更持久的耐用性。 （ 6） 一定的審美觀，因為如果產(chǎn)品用于銷售，需具有“顧客吸引力”。 （ 4） 對各種各樣的情況都有很好的專業(yè)知識，例如在有腐蝕性的環(huán)境、溫度很低或相對高溫的條件下材料的性質(zhì)。對某個制造工廠而言經(jīng)濟效益高的設(shè) 計，對另一個工廠而言經(jīng)濟效益可能不高。 （ 2） 熟知在機器中使用的材料的特性。 一個好的設(shè)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(yīng)力分析才合理。 工程實踐問題通常需要折衷的辦法。 設(shè)計問題通常不止一個解決方案。 一個設(shè)計的實際應(yīng)用，是根據(jù)科學(xué)原理和經(jīng)驗基礎(chǔ)上的精明判斷相結(jié)合的。構(gòu)思之后是對元件間的協(xié)調(diào)的研究，桿件的位置和長度 (這其中可能包括了連桿的運動學(xué)研究 )，齒輪、螺栓、彈簧、凸輪、和機械元件的放置。 1 機械設(shè)計者的責(zé)任 一臺新機器的產(chǎn)生是由于對它有一個 實際或者假象的需求。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（ ）?？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。 3。 ，潤滑油膜變薄（薄膜潤滑）。這兒是四種在工程實踐運用最廣泛的液態(tài)潤滑劑： ，通過連續(xù)流體膜使兩個表面完全分離。（如圖 ）因此，在控制條件下，磨損可以被視為一種平滑或拋光工藝。 雖然磨損通常改變零件的表面的一些形貌并可能導(dǎo)致嚴重的表面破壞，但它也可以產(chǎn)生有利的影響。通過熱循環(huán)的熱應(yīng)力在表面產(chǎn)生裂紋，比如當(dāng)一個冷鍛模熱反復(fù)作用工件時。磨損顆粒通常是通過剝落或點蝕。當(dāng)腐蝕層被破壞或移動通過工件的滑動，另一層也開始形成，這樣磨損成反復(fù)的移除和形成。也被稱為氧化或化學(xué)磨損，這種類型的磨損由于化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)在工件表面和環(huán)境之間。不同的是，在這些過程中，過程參數(shù)用來通過磨損控制生產(chǎn)出想要的形狀和表面 ，然而磨料磨損得到的不是計劃想得到的產(chǎn)品。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。例如以下因素：機械硬化發(fā)生在凸起的接觸部分，粘著力往往比基本金屬大很多。真正的接觸壓力在凸起部分是非常大的，粘著磨損就發(fā)生在這些地方。摩擦發(fā)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。 機構(gòu)變換：一個連桿機構(gòu)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(gòu)有不同的固定桿件方式，那么 每一個連桿機構(gòu)都是一個的倒置，在兩種連桿機構(gòu)中關(guān)系運動將相同。如果我們檢查這個聯(lián)動機構(gòu)由曲柄、連桿和在活塞發(fā)動機中的活塞組成，我們把它看做是平面運動，大多數(shù)機構(gòu)通常都可以被看做平面運動。 聯(lián)動裝置：由于我們希望去檢查運動鏈而不考慮他最終的應(yīng)用，那是非常方便的去確定許多組合關(guān)于剛體連接成聯(lián)動裝置，在許多參考書中，無論怎樣，這個術(shù)語 linkage是僅限于由低副組成的運動鏈。 高副和低副：剛體之間連接組成基本的高副和低副，這兩個基本的構(gòu)建組成低副理論上是面接觸，而高副在兩個構(gòu)件間使點接觸或者線接觸。如果一個系統(tǒng)的瞬間配置可能完全被定義根據(jù)一個獨立的變量，這個系統(tǒng)有一個自由度，大多數(shù)實際的機器都有一個自由度。例如，在汽車發(fā)動機上，引擎裝置被考慮成固定的，盡管汽車可能在運動。這個單詞 link被用作除了曲柄、連桿和一些其他的鉸接機構(gòu)之外的一般的定義包括凸 輪、齒輪和其他的機器部分。這個術(shù)語剛體或者簡單桿件，是被理想化了的用作研究那些忽略由于機器組件間拉力所產(chǎn)生的微小變形的機構(gòu)。 許多基本的連接配置已經(jīng)被列入機械設(shè)計之內(nèi)幾個世紀前，我們用的一些術(shù)語改變了很多年，因此 ，這些定義和術(shù)語在大多數(shù)情況下，他的意義可以清晰地從上下文的關(guān)聯(lián)中猜出來，一些術(shù)語尤其是和我們研究機械的運動學(xué)和動力學(xué)有關(guān)的將在下面被定義。為了一年又一年的有競爭力，大多數(shù)制造者必須被反復(fù)的修改他們的產(chǎn)品和他們的制造方法。 設(shè)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(jīng)常是必須的，這部分設(shè)計步驟是在力和力矩的分析之后。這個過程叫分析。研究靜止系統(tǒng)的力和力矩叫做靜力學(xué)（或者說是慣性影響對系統(tǒng)是微不足道的）。運動學(xué)是研究機構(gòu)的運動而不涉及施加在機構(gòu)上的力。 ） 1機構(gòu)的基本概念 一些有關(guān)聯(lián)的部分綜合起來能夠?qū)崿F(xiàn)一定運動并能完成有用的工作叫做機器。） 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。） The most mon cause of bearing failure is fatigue, in which the races bee rough, leading to heating, and eventual mechanical failure. （導(dǎo)致軸承失效的最普遍的原因是疲勞，在疲勞狀態(tài)下滾槽變得粗糙導(dǎo)致摩擦熱和最終的機械故障。）Also, use of the correct type, quantity, and cleanliness of lubricating oil is ，正確的用法，用量和潤滑油清潔度也重要。） 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。） During a bearing replacement, clean grease is carefully injected into the bearing.（在軸承替換中，情節(jié)的油脂是小心地注射到軸承中。） Grease requires minimal maintenanc