【正文】 們相比于齒輪傳動的主要優(yōu)勢是可以用于任意中心的距離。 鏈條結(jié)合了齒輪和皮帶傳動的一些有利特點。鏈條傳動的構(gòu)件通常是用金屬制造的,能夠承受較大的力。在低速、高扭矩條件、鏈條驅(qū)動成為可取的。它可以直接耦合到驅(qū)動的機器。齒輪減速的終端軸通常是高扭矩并且低速的。一個同步帶不會打滑,從而以一種恒定的角速度比例。然而,V型傳動的效率驅(qū)動在70%至96%之間變化。平皮帶驅(qū)動產(chǎn)生很噪音小、并且從系統(tǒng)中吸收更多的振動比起v型或其他傳動。V型帶傳動一種被廣泛使用的類型的帶,尤其是在工業(yè)傳動和車輛應(yīng)用上。另一方面,V和同步帶是用于短中心的距離。這是四個主要帶傳動類型:平坦的、圓的、V、同步。帶傳動的驅(qū)動滑輪也被稱為滑輪。一般來說,皮帶傳動應(yīng)用在轉(zhuǎn)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。對于一個給定的能量傳遞,扭矩值增加和轉(zhuǎn)速的降低是成比例的。在這個應(yīng)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。 帶傳動和鏈傳動除了齒輪、皮帶、鏈是廣泛應(yīng)用。設(shè)計覺得一個問題應(yīng)該同時考慮經(jīng)濟問題。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。高速渦輪機經(jīng)常操作臨界轉(zhuǎn)速以上。這樣的速度被稱為臨界速度。這是因為a從一個實際的觀點出發(fā)是不可能使質(zhì)量分布均勻使質(zhì)心和幾何中心重合b軸,在荷載作用下,使身體轉(zhuǎn)動,而移動的質(zhì)心離開真正的軸,經(jīng)過軸承的中心線。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。一個調(diào)心軸承可以消除這種麻煩如果偏差可以接受。如果厚膜潤滑應(yīng)用在軸承上,軸承的寬度偏差應(yīng)只是一小部分的油膜厚度。盡管需要更高的剛度。準許的偏差的數(shù)值很少，可能是因為數(shù)值的范圍大并且每種情況都有其獨特性。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。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。它們有自身的優(yōu)點，相比較之下它們強度更大。設(shè)計師使確定所有的部分在應(yīng)力的作用下安全運行,并且要注意孔，鍵槽和其他的應(yīng)力突變。軸的直徑在各個截面通常不同,有時因為結(jié)構(gòu)的原因。如果這些最大值發(fā)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。機器中較短的軸通常被稱為梭?！Ш玩湕l通常是沿著軸的方向排著。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。尤其在過去的使用中,是一個固定軸帶動旋轉(zhuǎn)的車輪，滑輪等等。然后研究彎矩的分布,最好畫出剪力和彎矩的草圖。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。我們正經(jīng)歷一個“個人電腦”校園涌入，在家里，和商業(yè)活動中。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。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(guān)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。但是，這些假設(shè)應(yīng)始終呈現(xiàn)的問題更容易，更容易處理。我們會考慮的某些部分“剛性”，但所有機構(gòu)將在負荷下變形。我們會考慮很多構(gòu)件是“失重”，但是他們從來沒有的。在工程力學，我們贊賞逼近了在任何類型的固有的各種現(xiàn)實問題：首先，我們將要討論的事情，這是在“均衡”，即沒有加速。盡管許多設(shè)備都沒有，事實上，靜態(tài)的，這里開發(fā)的方法是完全適用于動態(tài)的情況如果與動態(tài)相關(guān)聯(lián)的額外負荷，考慮。在工程力學研究中，大多數(shù)問題都將得到充分的“理想化”允許獨特的解決方案，但應(yīng)該清楚，“現(xiàn)實世界”遠不如理想，而且你通常會在命令必須執(zhí)行一些理想化獲得一個解決方案。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。我們最優(yōu)秀的設(shè)計往往演變的薄弱環(huán)節(jié)，通過逐步消除。 在實踐中，工程力學方法用于在兩個完全不同的方式：，形式，尺寸，材料，載荷，耐久性，安全性和cost.。我們從經(jīng)驗知道，有些事情是比別人做得更好，他們?nèi)ツ旮L，成本更低，更安靜，看起來更好，或者更容易使用。事情，我們已經(jīng)設(shè)計，建造和使用。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。典型的，鋼的E = 200 * 109 N / m2,所以它將被觀察到,。材料的彈性范圍即是適用于胡克定律的范圍，已經(jīng)表明,應(yīng)力/應(yīng)變==常數(shù)常數(shù)被賦予符號E，被稱為彈性模量或楊氏模量。這定律服從于大部分鐵合金在特定的范圍內(nèi), 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。由于載荷正比于載荷所產(chǎn)生的壓力并且變形正比于應(yīng)變, 這也說明,當材料是彈性的時候, 應(yīng)力與應(yīng)變成正比。當負載移除時，如果材料回復(fù)到初始的，無負載時的尺寸時，我們就說它是具有彈性的。壓縮應(yīng)力與應(yīng)變被認為是負的。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(yīng)力以*106的形式是方便的, 即微應(yīng)變, 使用的符號也相應(yīng)成為ue。如果桿的初始長度L和改變量△L已知，產(chǎn)生的應(yīng)力定義如下:應(yīng)力==改變長△L /初始長 L因此應(yīng)力是一個測量材料變形和無量綱的物理量 ,即它沒有單位。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(chǎn)生的內(nèi)力也均勻分布并且可以說桿是受到一個均勻的正常應(yīng)力,應(yīng)力被定義為應(yīng)力==負載 P /壓力 A,因此根據(jù)載荷的性質(zhì)應(yīng)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(shù)。(e)疲勞載荷或交變載荷是一種大小和設(shè)計隨時間不斷變化的載荷。振動通常導(dǎo)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。 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。(b)持續(xù)負載是一種在很長一段時間為一個常數(shù)的載荷, 例如結(jié)構(gòu)的重量。有很多不同負載可以應(yīng)用于構(gòu)件的方式。應(yīng)力和應(yīng)變在任何工程結(jié)構(gòu)中獨立的部件或構(gòu)件將承受來自于部件的使用狀況或工作的外部環(huán)境的外力作用。如果組件就處于平衡狀態(tài),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(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)力。負荷根據(jù)相應(yīng)時間的不同可分為:(a)靜態(tài)負荷是一種在相對較短的時間內(nèi)逐步達到平衡的應(yīng)用載荷。這種類型的載荷以相同的方式作為一個靜態(tài)負荷。(c)沖擊載荷是一種快速載荷(一種能量載荷)。(d)重復(fù)載荷是一種被應(yīng)用和去除千萬次的載荷。上面已經(jīng)提到，作用于物體的外力與在材料里面產(chǎn)生的相應(yīng)內(nèi)力平衡。如果一個桿受到軸向載荷，即是應(yīng)力，那么桿的長度會改變。它只是兩個相同單位的物理量的比值。從某種意義上說，拉伸應(yīng)力與應(yīng)變被認為是正的。因此負應(yīng)力使長度減小。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(chǎn)生正比于負載的變形。 因此胡克定律陳述, 應(yīng)力正比于應(yīng)變。當一個材料是彈性的時候，當載荷消除之后，任何負載所產(chǎn)生的變形可以完全恢復(fù),沒有永久的變形。因此E =應(yīng)力/應(yīng)變楊氏模量E一般認為在拉伸和壓縮里是一樣的，大多數(shù)工程材料有一個高的數(shù)值。在最常見的工程應(yīng)用中應(yīng)變很少會超過0、1%。工程機械概述正如我們環(huán)顧四周，我們看到世界的“東西”：機器全，設(shè)備，工具。木材，金屬，陶瓷制成的東西，和塑料。理想的情況，但是，每個這樣的項目已按設(shè)計一些“功能要求，”由設(shè)計者認為，也就是說，它的設(shè)計，以回答這個問題，“究竟是什么職能應(yīng)是執(zhí)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(chǎn)品的材料，尺寸適當?shù)娜诤?，和緊固件生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，將執(zhí)行一個較合理的成本合理的一生中其職能可靠。當一個設(shè)備出現(xiàn)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。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。雖然我們可以精確的數(shù)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。在技術(shù)領(lǐng)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(shè)備作用力學風和“材料力學”指的是這些部隊在結(jié)構(gòu)上的影響。每當動態(tài)勢力相對較小的靜態(tài)負荷，系統(tǒng)通常被認為是靜態(tài)的。但是，如果我們仔細觀察的話，一切都正在加速。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(qū)域的行為。我們會作出這樣的假設(shè)顯然是錯誤的。你會發(fā)現(xiàn)，他們的目標是使盡可能多的簡化假設(shè)沒有嚴重退化的結(jié)果。它通常是最好先從相對簡單的分析，然后添加更多的細節(jié)，因為需要得到實際的解決辦法。在同一時間內(nèi)，計算機能力和使用成本下降了幾個數(shù)量級。 軸的設(shè)計 軸是一個旋轉(zhuǎn)或者說是固定的構(gòu)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(gòu)件。因此，必須要標注出軸的各個部分承受的扭矩。(徒手畫也行) 就使用方面來說，軸通常是一種旋轉(zhuǎn)構(gòu)件用來傳遞能量。然而,一般用法的話是不區(qū)分軸是否旋轉(zhuǎn)的。總軸或主軸,首先有一個力推動,能量被從皮帶或鏈條上傳遞下來。放在主軸和發(fā)動機之間的軸通常被稱為傳動軸。 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。如果最大值不發(fā)生在同一區(qū)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。在這種情況下,就要檢查應(yīng)力或確認每段所需要的直徑。中空的軸有時候也很有用處，盡管它們比實心的要貴。因為外部纖維在抵抗應(yīng)力方面更有效，同時在熱處理上反映更好因為同時在內(nèi)外表面淬火。偏差在軸的設(shè)計中有重要的意義。這個沖擊產(chǎn)生了一個扭轉(zhuǎn)振動，通常是由汽車上的扭振阻尼器抵消的。L表示支撐端面之間的距離。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。如果斜度過多,軸頸上會出現(xiàn)咬合。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(guān)系到精度。質(zhì)心是對稱的和旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)中心點并不一致。旋轉(zhuǎn)先從幾何軸線開始,但在一些速度下，質(zhì)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(zhuǎn)地方向。在臨界轉(zhuǎn)速以上,運行平衡再次達到，那是的旋轉(zhuǎn)中心是質(zhì)心（因為平衡了離心力）。額外的臨界速度,高于先前,成功的獲得,但相應(yīng)的振動的振幅逐漸減少。材料強度的資料上給出了求解方法。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(shè)的制造成本可能更低給予力矩的設(shè)計，一個略粗的軸的額外費可能比一份精心的設(shè)計分析要低。皮帶、鏈代表主要類型的柔性傳動構(gòu)件。轉(zhuǎn)缸式發(fā)動機是由電力馬達發(fā)展而來的,但是馬達通常運轉(zhuǎn)在很高的速度而傳出的扭矩又太低和最終傳動的應(yīng)用不匹配。 所以有些減速技術(shù)往往是可取的。一個較小的驅(qū)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。帶傳動的線性速度通常是1030m/s,也導(dǎo)致了作用在皮帶上的拉力相對較小。平帶輪可以用于中心距離較長的帶滑輪驅(qū)動之間。不含同步帶，在滑輪和皮帶只間會發(fā)生滑動，滑輪是用鑄鐵或鋼制成的。V型傳動將皮帶緊緊嵌到滑輪槽內(nèi)，增加了摩擦力并且允許傳送更大的扭矩在滑動發(fā)生之前。一個平皮帶傳動效率約為98%,這是幾乎和齒輪傳動一樣。一個同步帶,有時被稱為定時皮帶,在內(nèi)部圓周表面安有齒型。 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(nèi)完成大幅度減速。如果對速度和轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用都有需求。齒輪減速器只應(yīng)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。高扭矩會引起高拉伸力促使開發(fā)了鏈條。當在旋轉(zhuǎn)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。鏈條驅(qū)動提供幾乎所有的速比。比起帶傳動,鏈條傳動的優(yōu)勢鏈提供積極傳動,因此具有更大傳遞能量的能力。對于其不同的應(yīng)用,最熟悉的是在自行車里的傳動鏈條。不過,不銹鋼和銅鏈鎖在需要抗腐蝕的環(huán)境里面有需要。） Physical properties can have several important influences on manufacturing and the service life of ponents .（物理性質(zhì)能對生產(chǎn)和零部件工作壽命有一些重要影響。）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(zhì)量。）Weight saving is important particularly for aircraft and aerospace structures, for automotive bodies and ponents, 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(jié)構(gòu)，汽車零部件和那些能量消耗和功率受限的產(chǎn)品。）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 temperature range within which a ponent or structure is designed to function is an important consideration in the selection of materials.（一個部件和結(jié)構(gòu)設(shè)計功能時，其里面的溫度在此案料選擇中需要重要考慮。）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