1、中文译文 1 附录： 1 外文资料译文 机械零件的强度 在设计任何机器或者结构时，所考虑的主要问题之一是其强度应该比它所承受的应力要大得多，以确保安全与可靠性。要保证机械零件在使用过程中不失效，就必须知道它们在某些时候为什么会失效的原因，然后，我们才能将应力与强度联系起来，以确保其安全。 设计任何机械零件的理想情况为，工程师可以利用大量的他所选用的这种材料的强度试验数据。这些试验应该采用与所设计的零件有着相同的热处理，表面形貌度和尺寸大小的试件进行，而且试验应该在与零件使用过程中承受的载荷完全相同的情况下进行。这表明，如 果零件将要承受弯曲载荷，那么就应该进行弯曲载荷的试验。如果零件将要承受弯
2、曲载荷，那么久应该进行弯曲载荷的试验。如果零件将要承受弯曲和扭转的复合载荷，那么就应该进行弯曲和扭转复合载荷的试验。这些种类的试验可以提供非常有用和精确的数据。它们可以告诉工程师应该使用的安全系数和对于给定使用寿命时的可靠性。在设计过程中，只要能够获得这种数据，工程师就可以尽可能好地进行工程设计工作。 如果零件的失效可能会危害人地生命安全，或者零件有足够大的产量有足够大的产量，则在设计前收集这样广泛的数据所花费的费用是值得的。例 如汽车和冰箱的零件的产量非常大，可以在生产之前对它们进行大量的试验，使其具有较高的可靠性。如果把进行这些试验的费用分摊到所生产的零件摊到的费用是非常低的。 你可以对下
3、列四种类型的设计做 出评价： （ 1）零件的失效可能会危害人地生命安全，或者零件的产量非常大，因此在设计时安排一个完善的试验程序会被认为是合理的。 （ 2）零件的产量足够大，可以进行适当的系列试验。 中文译文 2 （ 3）零件的产量非常小，以至于进行试验根本不合算；或者要求很快地完成很快地完成设计，以至于没有足够的时间进行试验。 （ 4）零件已经完成了设计，制 造和试验，但其结果不能令人满意。这时候需要采用分析的方法来弄清楚不能令人满意的原因和应该如何进行改进。 我们将主要对后三种类型进行讨论。这就是说，设计人员通常只能利用那些公开发表的屈服强度，极限强度和延伸率等数据资料。人们期望着工程师在
4、利用这些不是很多的数据资料的基础上，对静载荷与动载荷，两维应力状态与三维应力状态，高温与低温以及大零件与小零件进行设计！而设计中所能利用的数据通常是从简单的拉伸试验中得到的。其载荷与动载荷是逐渐加上去的，有充分的时间产生应变。到目前为止，还必须利用这些数据来设计每分钟承受几千 次复杂的动载荷的作用零件，因此机械零件有时会失效是不足为奇的。 概括地说，设计人员所遇到的基本问题是，不论对于哪一种应力状态或者载荷情况，能利用通过简单拉伸试验所获得数据并将与其零件的强度联系起来。 可能会有两种具有完全相同的强度和硬度值得金属，其中的一种由于其本身的延伸性而具有很好的承受超载荷的能力。延展性是用材料断裂
5、时的延伸率来量度的。通常将 5的延伸率定义为延展性与脆性的分界线。断裂时延伸率小于 5的材料称为脆性材料，大于 5的称为延性材料。 材料的伸长量通常是在 50mm 的计量的。因为这并不是对实际应 变量的测量，所以有时也采用另一种测量延展性的方法。这个方法是在试件断裂后，测量其断裂处的横截面的面积。因此，延展性可以表示为横截面的收缩率。 延性材料能够承受较大的超载荷这个特性是设计中的一个附加的安全因素。延性材料的重要性在于它是材料冷变形性能的衡量尺度。诸如弯曲和拉延这类金属加工都需要采用延性材料。 在选用抗磨损，抗侵蚀或者抗塑性变形的材料时，硬度通常是最主要的性能。有几种可供选用的硬度试验方法，
6、采用哪一种方法取决于最希望测量的材料特性。最常用的四种硬度数值是布氏硬度洛氏硬度维氏硬度和努氏硬度。 中文译文 3 大 多数硬度试验系统是将一个标准的载荷加在与被试验材料相接触的小球或者凌锥上。因此，硬度可以表示为所产生的压痕尺寸的函数。这表明由于硬度是非破坏性试验，而且不需要专门的试件，因而硬度是一个容易测量的性能。通常可以直接在实际的机械零件上进行硬度试验。 轴与联轴器 实际上，几乎所有的机器中都装有轴。轴最常见的形状是圆形，其截面可以是实心的，也可以是空心的（空心轴可以减轻重量）。有时也采用矩形轴，例如，螺丝起子的头、套筒扳手和控制旋扭的杆。 为了在传递扭矩时不发生过载，轴应该具有适当的
7、抗扭强度。轴还应该具有足 够的抗扭刚度，以使同一个轴上的两个传动零件之间的相对角度不会过大。一般来说，在轴的长度等于其直径的 20 倍时，扭转角不应该超过 1 度。 轴安装在轴承中，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产生弯曲变形。因此，轴应该有足够的刚度以防止支承轴承受力过大。总而言之，在两个轴承支承之间，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，要考虑扭矩与弯矩的当量载荷。因为扭矩和弯矩会产生交变应力，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
8、大约为 0.4%的冷轧钢，直径在 35英寸之间的轴可以采用冷轧钢或锻造毛坯。当直径大于 5 英寸时，则要采用锻造毛坯，然后机械加工到所要求的尺寸。轻载时，广泛采用塑料轴。由于塑料是电的不良导体，在电器中用它作轴比较安全。 齿轮和皮带轮等零件通过键连接在轴上。在对键及轴上与之相应的键槽进行设计时，必须进行认真的计算。例如，轴上的键槽会引起应力集中，由于键槽的存在使轴的横截面积减小，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重要的，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硬挨相差 20%. 轴的设计工作的另一个重要方面是轴与轴之间的链接方法。这是由刚性或
