外文資料翻譯 翻譯資料名稱 (外文 ) 翻譯資料名稱 (中文 ) 機(jī)器 院 （ 系）： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 姓 名： 梁濤 學(xué) 號： 04111226 指導(dǎo)教師： 林曉輝 完成日期： 機(jī) 器 人們給機(jī)器這個(gè)詞下了各種各樣的定義，但對本文來說，機(jī)器是具有某種獨(dú)特用途的設(shè)備，用來簡少或代替人力或畜力，以完成各種體力工作。工具可以是看作最簡單的機(jī)器。機(jī)器的作用可以包括把化學(xué)能、熱能、電能或核能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，或者反過來把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成其它幾種能，或者其作用僅僅是用來改變和傳遞力和運(yùn)動。所有的機(jī)器都有一個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端，一個(gè)轉(zhuǎn)換或變換裝置和傳遞裝置。 從天然 能源（例如氣流、水流、煤、石油或鈾）獲得其輸入能量并將其轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)器稱作原動機(jī)。風(fēng)車、水輪、汽輪機(jī)、蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)都是原動機(jī)。這些機(jī)器的輸入端是各不相同的，而輸出端則通常都是一根旋轉(zhuǎn)軸，它能用作其它機(jī)器（例如發(fā)電機(jī)、液壓泵、或空氣壓縮機(jī)）的輸入端，所有這后三種裝置都?xì)w類為發(fā)動機(jī)，它們產(chǎn)生的電能、液能或氣能能夠分別用作電動機(jī)、液動機(jī)或氣動機(jī)的輸入端。這些發(fā)電機(jī)能夠用來驅(qū)動帶有各種輸出端的機(jī)器，諸如材料加工機(jī)、包裝機(jī)或輸送機(jī)。所有既不是原動機(jī)、發(fā)電機(jī)也不是電動機(jī)的機(jī)器都?xì)w類為工作機(jī)。這類機(jī)器也包括各種手動 機(jī)具，例如計(jì)算機(jī)和打字機(jī)。 如果工作機(jī)是一臺由電動機(jī)驅(qū)動的泵，來自發(fā)電站的原動機(jī)的能經(jīng)過發(fā)電機(jī)和電動機(jī)傳到工作機(jī)，其情況如圖 1 所示。工作機(jī)也能直接由一個(gè)小型的直接連接的原動機(jī)（例如汽油發(fā)電機(jī)）驅(qū)動，如圖 1虛線所示；然而，對于大多數(shù)由動力傳動的工作機(jī)來說，來自原動機(jī)的能是沿圖中實(shí)線所示的順序傳輸?shù)摹?在某些情況下，上述各種機(jī)器都組裝成一個(gè)機(jī)組。例如在柴油發(fā)電機(jī)車中，柴油機(jī)是原動機(jī)，它驅(qū)動發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)再把電供給電動機(jī)以驅(qū)動車輪。 下面舉汽車中的幾個(gè)例子。 在汽車中，基本問題是利用汽油的爆發(fā)力來提供動力使后輪轉(zhuǎn) 動。幾個(gè)汽缸里汽油的爆發(fā)推動活塞向下，這種平移運(yùn)動（線性運(yùn)動）的傳遞和轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動是靠連桿來實(shí)現(xiàn)的，連桿把每一個(gè)活塞同曲軸（圖 21）連接起來，曲柄是曲軸的一部分?；钊?、汽缸、曲柄和連桿組合稱作滑塊曲柄機(jī)構(gòu)（也叫曲柄連桿機(jī)構(gòu)）；這是將平移轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)（例如發(fā)電機(jī)）或?qū)⑿D(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成平移（例如泵）通常采用的方法。 閥門作用在于允許汽油空氣混合物進(jìn)入圓筒中并且耗盡燃燒的氣體；這些閥門由凸輪的楔入作用打開和關(guān)閉突出部分，通過齒輪或者鏈傳動由曲軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的凸輪軸。 在八汽缸四沖程發(fā)電機(jī)中，曲軸每轉(zhuǎn) 1/4 圈在沿其 長度方向某一點(diǎn)就獲得一個(gè)推力。為了消除這種斷續(xù)的推力對曲軸轉(zhuǎn)速的影響以使轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，采用了一個(gè)飛輪。飛輪是一個(gè)連在曲軸上的重型輪子，它借助其慣性來抵消和減輕轉(zhuǎn)速的任何波動。 由于內(nèi)燃機(jī)所傳遞的扭轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)力）取決于它的轉(zhuǎn)速，所以內(nèi)燃機(jī)不能在有負(fù)載的 情況下起動。為了使汽車發(fā)電機(jī)能夠在無負(fù)載狀態(tài)下起動然后再連到車輪上而又不致使發(fā)電機(jī)減速、停車或滅火，必須有離合器和變速箱。離合器用來使曲軸和變速箱接合或分離，而變速箱則分幾級改變輸入軸和輸出軸之間的速比和變速箱的扭矩。在低速檔，輸出轉(zhuǎn)速很低，而輸出軸扭矩較發(fā)電機(jī)的扭矩 要大，所以汽車能夠起動；在高速檔，汽車正在高速前進(jìn)，因此輸入和輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速是相等的。 安裝車輪的軸都裝在固定在后彈簧上的后橋殼里，并且由變速箱借助主動軸來起動，當(dāng)汽車行駛時(shí)，彈簧隨公路上的凸凹不平而上下彎曲，使橋殼同變速箱產(chǎn)生相對運(yùn)動；要允許運(yùn)動而不干涉扭矩傳輸，主動軸的每個(gè)末端都有一個(gè)萬向節(jié)。 主動軸是垂直于對后橋。直角連接通常用錐齒輪來實(shí)現(xiàn)，其傳動比使輪軸的轉(zhuǎn)速為主動軸轉(zhuǎn)速的 1/3。后橋殼里還裝有差動齒輪，差動齒輪使兩個(gè)后輪既能由同一根主動軸來驅(qū)動，又能在轉(zhuǎn)彎時(shí)具有不同的轉(zhuǎn)速。 像所有的運(yùn)動 機(jī)械裝置一樣，汽車也不能避免摩擦力的作用。在發(fā)電機(jī)、變速箱、后橋殼和所有的軸承里，摩擦作用都是有害的，因?yàn)槟Σ猎黾恿藢Πl(fā)電機(jī)要求的功率，潤滑可以減少但不能消除這種摩擦作用。另一方面，由于輪胎同路面之間以及同制動器之間的摩擦作用，才能實(shí)現(xiàn)牽引和制動。驅(qū)動風(fēng)扇、發(fā)電機(jī)和其它輔助設(shè)備的皮帶，是一種依靠摩擦作用的裝置。摩擦對離合器的工作也是很有用的。上述的某些裝置以及下面要談到的其它一些裝置在以各種方式裝配起來的用來完成各種體力工作的各種機(jī)器里都能找到。由于各種工作機(jī)的功能不同，并缺乏共同的特性，所以本文不論述專用 的工作機(jī)。本文既不討論原動機(jī)的工作性能，也不論述液壓裝置、氣動裝置或電器裝置的作用。本文只研究作為機(jī)器的各組成部分的基本機(jī)械裝置的作用和結(jié)構(gòu)。大多數(shù)這些裝置的功能是用來傳遞和轉(zhuǎn)換力和運(yùn)動。而另一些裝置，例如彈簧、飛輪、軸和緊固件，則是用來完成各種輔助功能。 從這篇文章的目的來說機(jī)器可以進(jìn)一步被定義為：機(jī)器是由兩個(gè)或兩個(gè)以上耐用的、相對約束的部件組成的裝置，這些部件可以傳遞和轉(zhuǎn)換力和運(yùn)動以便于做功。機(jī)械零件應(yīng)該經(jīng)久耐用這一要求意味著它們應(yīng)能承受外加負(fù)載而不致?lián)p壞和失靈。盡管大多數(shù)機(jī)械零件是具有適當(dāng)尺寸的固態(tài)金 屬零件，但也采用非金屬材料、彈簧、液壓元件以及像皮帶這樣的拉力零件。 機(jī)器最顯著的特性在于其零件都是相互連接或?qū)?，從而它們彼此的相對運(yùn)動都是受約束的。例如，相對于汽缸體來說，往復(fù)式發(fā)電機(jī)的活塞受汽缸的約束從而做直線運(yùn)動；曲軸上的各點(diǎn)受主承軸的約束作圓周運(yùn)動；要作其它形式的相對運(yùn)動是不可能的。 在某些機(jī)器中，有些零件只部分受約束。如果零件用彈簧或摩擦件相互連接，零件彼此之間的相對行程可以是固定不變的，但零件的運(yùn)動可能會受到彈簧的剛度、摩擦力和零件的質(zhì)量的影響。 如果機(jī)器的所有零件都是剛度比較大的元件，在負(fù) 載作用下?lián)隙瓤梢院雎圆挥?jì)，那 就可以看成完全約束并且零件的相對運(yùn)動可以不必考慮引起相對運(yùn)動的力。例如，對一臺往復(fù)式發(fā)動機(jī)的曲軸的某一規(guī)定的轉(zhuǎn)速來說，連桿和活塞上各點(diǎn)相應(yīng)的速度是能夠計(jì)算出來的。對于規(guī)定的輸入運(yùn)動來說，機(jī)器各零件的位移、速度和加速度的確定是機(jī)械運(yùn)動學(xué)討論的主題。進(jìn)行這樣的計(jì)算時(shí)不必考慮各種有關(guān)的力，因?yàn)檫\(yùn)動都是受約的。 根據(jù)這一定義，力和運(yùn)動都在機(jī)器中被傳遞和轉(zhuǎn)換。機(jī)器各零件相互連接和導(dǎo)向以便從一定的輸入運(yùn)動產(chǎn)生所需的輸出運(yùn)動的方式稱作機(jī)器的結(jié)構(gòu)。往復(fù)式發(fā)電機(jī)的活塞、連桿和曲軸組成一個(gè)機(jī)構(gòu)以便把 活塞的直線運(yùn)動變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 雖然機(jī)器在工作中既包括力又包括運(yùn)動，但是機(jī)器的主要作用是為了省力或轉(zhuǎn)換運(yùn)動。而變速箱常作為減速器，杠桿本質(zhì)上是增力裝置。然而，在機(jī)器中運(yùn)動和力是分不開的，并且總是反比。杠桿輸出的力大于輸入的力，但是輸出地運(yùn)動小于輸入的運(yùn)動。同樣，齒輪減速器的輸出轉(zhuǎn)速小于輸入轉(zhuǎn)速，但是輸出扭矩大于輸入扭矩。在第一種情況下，力的增加伴隨著運(yùn)動損失，而在第二種情況下，運(yùn)動的損失伴隨著扭矩的增大。 盡管某些機(jī)器的主要作用能夠辨認(rèn)出來，還是難以把所有的機(jī)器都?xì)w類為力的改變裝置或者運(yùn)動的轉(zhuǎn)換裝置；某 些機(jī)器應(yīng)同時(shí)歸入這兩類裝置。然而，所有機(jī)器都必須能夠起到改變運(yùn)動的作用，因?yàn)槿绻粋€(gè)機(jī)械裝置的零件不會運(yùn)動，則該機(jī)械裝置只是一個(gè)結(jié)構(gòu)，而不是機(jī)器。在研究零件的運(yùn)動時(shí)，機(jī)械設(shè)計(jì)者習(xí)慣于討論機(jī)器的機(jī)構(gòu)。 雖然所有的機(jī)器都有機(jī)構(gòu)，因此都能起到改變運(yùn)動的作用，而某些機(jī)器在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有改變力的要求；所產(chǎn)生的各個(gè)力是由運(yùn)動部件的摩擦作用和慣性作用所引起的，并不表現(xiàn)為有用的輸出作用力。這一類通常包括量測儀表和時(shí)鐘。 在定義中提到的“功”要按照它的科學(xué)含義來解釋。在機(jī)械學(xué)中，功是力沿著力的作用方向做出的結(jié)果，它等于平均力和 運(yùn)動距離的乘積。如果一個(gè)人扛著一個(gè)重物沿水平路線運(yùn)動，根據(jù)這個(gè)定義他沒有做功，因?yàn)榱瓦\(yùn)動相互垂直，即力是垂直的，而運(yùn)動是水平的。如果他扛著重物登上一段樓梯或者梯子，他就做了功，因?yàn)樗茄刂饔昧Φ耐环较蜻\(yùn)動的。從數(shù)學(xué)上來講，如果用 F 表示力（單位為磅或者公斤）， S 表示距離（單位為英尺或者米），則功等于作用力 ；即功 =F*S。 如果一個(gè)力使一個(gè)物體繞一固定軸或樞軸旋轉(zhuǎn)，則所做的功等于扭矩（ T）乘以旋轉(zhuǎn)的角度（以弧度表示的角度）。 在用力和運(yùn)動來給機(jī)器的機(jī)械功的作用下定義時(shí)，上述有關(guān)功的 概念是一些基本概念，這些概念表明機(jī)器中力和運(yùn)動的不可分性。由于摩擦的關(guān)系，從機(jī)器中輸出的功永遠(yuǎn)小于輸入的功，而效率，即輸出的功和輸入的功，兩者的比值永遠(yuǎn)小于 100%。 輸出的力和輸入的力之比稱作機(jī)械利益（ 它表示改變力的功能，而輸入的運(yùn)動和輸出的運(yùn)動之比稱作速度比（ 它表示改變運(yùn)動的功能。如果效率很高，這兩個(gè)比值幾乎相等；如果輸出的力是輸入的力的十倍，則輸入的運(yùn)動必須是輸入運(yùn)動的十倍；即力之所得等于運(yùn)動之所失。摩擦只影響機(jī)械利益而不影響速比。 為了從輸出功和輸入功的比值計(jì)算效率，就必須知道輸出 的力和輸入的力通過規(guī)定的距離所作的功。由于這需要確定通過這一距離的平均力，所以它是很不方便的。比較方便的方法是從負(fù)載的瞬時(shí)值和負(fù)載的運(yùn)動速率來測定機(jī)械的效率。為此，功率公式是非常有用的。 功率是做功的速率的單位在說英語的國家力是馬力（ 馬力等于每分鐘 33，000英尺磅，因此每分鐘 240英尺磅等于 240/33,000= 在討論諸如杠桿和輪與軸這一類簡單的機(jī)械時(shí)，最方便是把輸入的力叫做“作用力”，而把輸出的力叫做“負(fù)載”。因此機(jī)械利益是負(fù)載和作用力之比，速比是作用力的運(yùn)動（位移或速 度）除以負(fù)載的相應(yīng)運(yùn)動。 a of of it is a a or of be as of of a of or or be to an an a or a as or it as In of as to as or of be as of be as to or be to a of as or be as of as If is a by an of at to is as . be by a as a as by ; of In in in In a is in to by an In an is of to to of in of is by to 1) of is as a it is a of to as in an or to as in a To to by of on a is by or a In a an at To of on of a is is a to by it on an be To an to be in an to a a in of In is so be is at a to in is to je by as in to in to to of a is o of is to is a at to of to be to at a of In is it On in is in of of in of of of of of be it of of or It of of of of is to as of a be as a of or to in to do of a be be of or of of as of a is in as to to of a is by to on a on by to on no of On If by or of to an be of be by of of If of a be of be a of of a of on be of of of a a is of of be to in a in of a to a a is as of in a a of of in of of a be of or of A is a a is as a in a in an on a is is of a is In a in is by a in in a in is by a in of be it be to as or in a if of a do it is a a It is of to of of a a a do a by of do as a to in be in In of is do in in it is to of If a a a he no to at to is If he up a of or a he he is in in he is a in or in or is to by ; *S. a a to a or is by T)by of of i