【正文】 承的摩擦不存在，但是這一術(shù)語已普遍地徹底地用于工業(yè)上了。減（耐）摩擦軸承減摩擦（滾動）軸承這個(gè)術(shù)語被用于描述一類軸承，其主要載荷是通過滾動接觸而不是滑動接觸的元件傳遞的。在這樣情況下，要求能產(chǎn)生具體預(yù)載荷的扭矩扳手必須加以測定。因?yàn)槁葆敹瞬靠赡苁敲た?。這就保證了所希望的預(yù)緊載荷已經(jīng)達(dá)到。式中E是螺栓材料的彈性模量。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(shí)，實(shí)際上是可以用千分表來測量的。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。螺栓預(yù)加載荷的重要性不能被過高地估計(jì)。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。有四種形式的螺釘頭，最普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。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。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。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。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。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。人們嚴(yán)肅設(shè)想能有一群螺栓螺帽制造者組成一個(gè)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(gè)緊固件，其中一些每個(gè)要花數(shù)美元。事實(shí)上，術(shù)語“螺栓和螺帽”是與艱苦、單調(diào)的工作同義。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。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。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。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）。對于直齒圓柱齒輪，相嚙合齒輪的節(jié)圓是彼此相切的。在相交軸的情況下使用直齒錐齒輪或螺旋齒輪。有幾種標(biāo)準(zhǔn)齒輪可供選用。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，以滿足基本嚙合規(guī)律，但一般僅有兩種在使用：擺線齒廓和漸開線齒廓。為了保持恒定的角速度，各個(gè)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)。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。多數(shù)應(yīng)用中都以恒定角速比（或常定扭矩比）而存在。齒輪是借助于輪齒成功嚙合來傳遞運(yùn)動的機(jī)器零件。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。規(guī)定的應(yīng)用可能要求凸輪和從動件相結(jié)合。設(shè)計(jì)者的工作就是相應(yīng)地設(shè)計(jì)出該凸輪。在自動化機(jī)械中的許多應(yīng)用需要間歇運(yùn)動。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)動作用力傳遞到從動件去的一種量度。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。對于一個(gè)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。根據(jù)凸輪形狀，最普遍的凸輪種類是：盤形傳動凸輪（兩維的，即平面的）和圓柱形凸輪（三維的，即空間的）機(jī)構(gòu)。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。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。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。吊斗端的軌跡是有極限的。例如，該線可能代表自動化機(jī)械中的一個(gè)載體件，那是在載體件上的一個(gè)點(diǎn)具有一個(gè)預(yù)定的軌跡而該載體件又具有一個(gè)預(yù)定的角度方位。運(yùn)動生成或剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)要求：一個(gè)完整的物體要被導(dǎo)引通過一預(yù)定的運(yùn)動序列。在這種情況下，點(diǎn)P的軌跡將是這樣：在預(yù)定的位置撿起一個(gè)球，并在預(yù)定的時(shí)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。如果該軌跡點(diǎn)是既要與時(shí)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。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。這可被認(rèn)為是機(jī)械模擬計(jì)算機(jī)的最簡單的情形。在輸入和輸出件回轉(zhuǎn)運(yùn)動情況下，轉(zhuǎn)角φ和φ分別是x和y的線性模擬。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。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)。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。2．尺寸綜合。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(gè)自由度？怎樣的輪廓結(jié)構(gòu)才是所希望的？等等。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)。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(gè)方案中，運(yùn)動是給定的而機(jī)構(gòu)是創(chuàng)建的。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。這個(gè)定義的第一部分就涉及運(yùn)動學(xué)分析。當(dāng)考慮受力時(shí)，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。典型的機(jī)構(gòu)要設(shè)計(jì)成使剛性構(gòu)件相對基準(zhǔn)構(gòu)件產(chǎn)生所希望的運(yùn)動。另一個(gè)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(gè)分量由于速度矢量的方向發(fā)生改變而存在。一個(gè)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。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。它是說：彼此相對運(yùn)動的三個(gè)物體的三個(gè)瞬心必定是在一直線上。瞬心是一個(gè)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。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(gè)對應(yīng)的點(diǎn)的相對速度。這端（頂）點(diǎn)代表著機(jī)構(gòu)上所有的點(diǎn)，具有零速度。當(dāng)分析若干位置和（或）若干不同機(jī)構(gòu)時(shí)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。如果機(jī)構(gòu)具有一個(gè)自由度（例如四桿機(jī)構(gòu)），則規(guī)定的一個(gè)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）。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。在此特殊位置上輸出桿將不運(yùn)動而與施加到輸入桿上的力多大無關(guān)。傳動角0176。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。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(gè)力或扭矩的最大分力是有效的。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。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）。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)。并連續(xù)轉(zhuǎn)動，而輸出構(gòu)件僅僅作搖動（即搖擺的桿件）。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)，取決于跟機(jī)架（固定構(gòu)件）相連接的兩桿的運(yùn)動范圍。我們已經(jīng)知道四桿機(jī)構(gòu)具有一個(gè)自由度。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)。設(shè)想相對運(yùn)動的能力，能推想出之所以這樣設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)構(gòu)的原因和對一個(gè)具體設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)的能力是一個(gè)成功的機(jī)構(gòu)學(xué)家的標(biāo)志。另一方面，運(yùn)動綜合則是設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)構(gòu)以完成一個(gè)所要求的任務(wù)的過程。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(gè)階段。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。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。你可想象一個(gè)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。依據(jù)自由度，可意指需要若干個(gè)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。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。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。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(shí)候。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。這些就被稱為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的變換，它是其中一個(gè)構(gòu)件（曲柄、連桿或滑塊）被固定時(shí)形成的。內(nèi)燃機(jī)就是建立在這一機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上。曲柄滑塊（即曲柄和滑塊）機(jī)構(gòu)就是一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)特例。連接構(gòu)件即浮動構(gòu)件將兩個(gè)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。連接動力源的構(gòu)件即原動件，而具有一個(gè)移動鉸和一個(gè)固定鉸者叫做輸入構(gòu)件。機(jī)構(gòu)被用于許多許多的機(jī)器和裝置中。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。這樣的運(yùn)動鏈在至少有一個(gè)構(gòu)件被固定的條件下：（1）如果至少有兩個(gè)構(gòu)件能保持運(yùn)動，就變?yōu)闄C(jī)構(gòu)，（2）如果沒有一個(gè)構(gòu)件能夠運(yùn)動，則就成為結(jié)構(gòu)。機(jī)構(gòu)或連桿構(gòu)件是一個(gè)可約束的傳動鏈而且是一個(gè)從輸入到輸出以傳遞運(yùn)動和（或）力為目的的機(jī)械裝置。如果構(gòu)件中的某一構(gòu)件被固定而使任何其他一個(gè)構(gòu)件運(yùn)動到新的位置將會引起其他各個(gè)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(gè)可約束的運(yùn)動鏈。3．平面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu)也是能使一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)剛體產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動的有用裝置。2．凸輪裝置。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。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。 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。一般而言，最具影響的性能是取決于加工過程的溫度。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。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。在溫度足夠高的時(shí)刻，這些壓應(yīng)力可引起表頂層的破壞。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。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。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。為著某些原因．模具可能不得不更換。在熱模壓過程中，同時(shí)施加壓力以提高最終的粉末冶金的溫度。 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。 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。 首先，必須生產(chǎn)合適的粉末。 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)。 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。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。塑料能緩慢軟化，而當(dāng)其還是在軟的狀態(tài)時(shí)，能容易成形。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o．9—1．8之間。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。例如，跟金屬相比較，塑料既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。 塑料具有特爍的性能。 強(qiáng)度和延展性決定苔材料的韌性。沖壓和成形產(chǎn)品必須具備這種性能。所有的彈性材料都應(yīng)具備這種性質(zhì)。軋鋼機(jī)上的金屬軋輥必須能抗穿透。 2．硬度——是材料抵抗穿透和磨損的能力。 L強(qiáng)度——是材料抵抗外力作用的能力。 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))。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。 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)。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。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。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。第5課 金屬和非金屬材料 在材料選擇時(shí)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。提煉、生產(chǎn)和處理金屬的種種方法，各個(gè)時(shí)代都在研究和發(fā)展，以滿足工程的需要。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)。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。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?。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。最重要的工程金屬那就是鐵(Fe)。那些金屬一一我們用于工業(yè)上的金屬在地球上發(fā)現(xiàn)的所有元素中大約三分之二是金屬元素。金屬對于工業(yè)而言是有巨大的重要性。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。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。例如，跟金屬相比較，塑料既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。 塑料具有特爍的性能。 強(qiáng)度和延展性決定苔材料的韌性。沖壓和成形產(chǎn)品必須具備這種性能。所有的彈性材料都應(yīng)具備這種性質(zhì)。軋鋼機(jī)上的金屬軋輥必須能抗穿透。 2．硬度——是材料抵抗穿透和磨損的能力。 L強(qiáng)度——是材料抵抗外力作用的能力。 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))。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