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南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯 系： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 姓 名： 袁潔 學(xué) 號： 060104264 (用外文寫) 外文出處： Technical English 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導(dǎo)教師評語： 簽名： 年 月 日 注：請將該封面與附件裝訂成冊。 附件1：外文資料翻譯譯文 制造業(yè) 雖然為某一產(chǎn)品選擇制造工藝不是設(shè)計(jì)工程師的職責(zé)。但是，設(shè)計(jì)工程師所設(shè)計(jì)的任何一個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)、公差和材料直接影響到其最佳制造工藝和整個(gè)生產(chǎn)周期。同時(shí)，零件的形狀和材料的特性必須適合以下一種或更多種制造工藝的要求。 （1）制造加工; （2）鑄造; （3）鍛造; （4）彎曲; （5）沖壓; （6）擠壓; （7）脫模成型。 以上每種工藝都有一個(gè)加工精度范圍，這一范圍是采用這種加工方法容易獲得的一般精度。因此，確定零件的公差也就確定了零件的加工方法。加工過程中，另外一個(gè)重點(diǎn)考慮的問題是裝配件上的各種零部件的裝配。選擇以下哪一種裝配方法取決于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)。 （1） 螺栓聯(lián)接（便于拆卸） （2） 彈性元件聯(lián)接（便于拆卸） （3） 鉚接（可以拆卸，但不容易拆卸） （4） 焊接（永久性聯(lián)接） 要求的加工表面質(zhì)量也在很大程度上決定了加工工藝。外觀和耐腐蝕上的要求通常決定了最后一道加工工序，如噴漆、拋光、電鍍和可塑的涂層。 經(jīng)濟(jì)性 價(jià)格過于昂貴的產(chǎn)品很難暢銷。產(chǎn)品設(shè)計(jì)師的責(zé)任就是要用盡可能低的成本設(shè)計(jì)出質(zhì)量過關(guān)的產(chǎn)品。制造商的成本很大一部分是由勞動力成本和原材料成本構(gòu)成的。而客戶承擔(dān)的并不僅僅是產(chǎn)品的銷售價(jià)格，還包括了運(yùn)營和維護(hù)費(fèi)用。低價(jià)格的劣質(zhì)產(chǎn)品需要持續(xù)性的維護(hù)，這種產(chǎn)品很難占據(jù)市場。同樣的，如果價(jià)格過高，即便是產(chǎn)品質(zhì)量非常出色，在市場營銷上也要花費(fèi)大量的力氣。意識到低價(jià)格并不代表著低質(zhì)量這一點(diǎn)是非常重要的。 在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)該經(jīng)常性的問問自己下面的幾個(gè)問題： (1)產(chǎn)品所要達(dá)到的基本功能是什么？ (2)如何最好的達(dá)到該功能？ (3)是否有絕對的必要去使用耐蝕性的材料？ (4)是否需要使用螺母及螺栓這樣的標(biāo)準(zhǔn)配件 (5)裝配和拆卸是否可以便利的完成？ (6)設(shè)計(jì)是否需要提供互換性？ (7)哪些部件需要由外部供應(yīng)商提供？ (8)耐受性是否可以進(jìn)一步提高？ (9)是否真的需要一個(gè)非常光滑的表面？ 與最后一個(gè)問題相關(guān)的，比如，為了要達(dá)到4微英寸或更小的表面光潔度，一般接下來的工序會有：粗加工，精加工，粗研磨，完成研磨，開鑿和磨光。 安全性 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意產(chǎn)品在正確使用的狀態(tài)下不會給使用者造成危險(xiǎn)。當(dāng)然，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師無法掌控產(chǎn)品被誤用的情況。但我們在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)依然應(yīng)該努力降低產(chǎn)品被誤用的可能性以阻止用戶偶爾的繞過安全裝置。 另外，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量降低對使用者技術(shù)的要求。這一點(diǎn)對汽車來說尤為重要，雖然汽車駕駛員都已經(jīng)通過了在危險(xiǎn)路面和惡劣天氣下的各種測試。以下列出的是在汽車設(shè)計(jì)中日益受到強(qiáng)調(diào)的一些安全特性： (1)吸能保險(xiǎn)杠； (2)車門蜂鳴器； (3)在重壓下迅速膨脹的空氣囊； (4)有駕帶駛警示燈的雙液壓制動系統(tǒng)； (5)當(dāng)駕駛者和乘客沒有系好安全帶時(shí)具有燈光閃爍和蜂鳴功能的膝部和肩部安全帶； (6)頭部保護(hù)系統(tǒng)； (7)內(nèi)門鋼護(hù)欄； (8)鋼束帶，徑向簾布層輪胎。 環(huán)境效應(yīng) 一個(gè)成功的產(chǎn)品，不應(yīng)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。合理的設(shè)計(jì)通?？梢越档铜h(huán)境污染已經(jīng)噪聲污染。由于噪音是由震動產(chǎn)生的，因此組合震動環(huán)是一個(gè)可能的解決方案。 另一種環(huán)境污染就是空氣污染。鑒于我們之前的討論，有人認(rèn)為汪克爾發(fā)動機(jī)相對于活塞發(fā)動機(jī)來說會排放出更少的廢氣。然而并非如此。 可靠性和壽命 壽命是指一件產(chǎn)品功能正常的時(shí)間段。通常來說，產(chǎn)品價(jià)格大體上也反映了他的設(shè)計(jì)壽命，因?yàn)?，不必要的過長的使用壽命是不經(jīng)濟(jì)的。另一方面來說，在使用者看來過短的使用壽命就意味著劣質(zhì)。因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)者在選擇產(chǎn)品的使用壽命時(shí)應(yīng)該具有良好的基于經(jīng)濟(jì)效益和消費(fèi)者態(tài)度上的判斷力。侵蝕性，耐磨性和疲勞性事三個(gè)影響使用壽命的重要因素。 與使用壽命密切相關(guān)的是可靠性。如果產(chǎn)品在每次使用時(shí)都能發(fā)揮正常的功能，那么該產(chǎn)品就是可靠的。如果產(chǎn)品在操作中容易受潮，對冷，熱，制造公差和微小的變化過于敏感，那么它常被認(rèn)為是低可靠性的。通常來說，在其他功能相同的情況下，簡單機(jī)械比復(fù)雜機(jī)械更可靠。 1952年，羅伯特盧瑟繪制了一條曲線用來顯示假設(shè)的產(chǎn)品的失效率。這個(gè)曲線描述了產(chǎn)品壽命的初期死亡率，持續(xù)的危害和磨損三個(gè)階段。理論指出在最初的使用階段，產(chǎn)品具有高失效率主要是由于“一些小的原因”，如失效部件，錯(cuò)誤的組裝或者是微小的設(shè)計(jì)缺陷。當(dāng)調(diào)試過后，故障率就會降低。接下來就是試運(yùn)轉(zhuǎn)期，在這一階段，產(chǎn)品在持續(xù)危害期的低失效率下可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)。雖然不是經(jīng)常性的，但故障總是會在意外情況下發(fā)生，如超負(fù)荷，誤用或過多的環(huán)境因素。在壽命期運(yùn)行一段時(shí)間后，產(chǎn)品便進(jìn)入了多失效率的磨損期。在這一階段通常會歸因于老化，侵蝕以及簡單的基本組成部分的磨損。預(yù)防性的維護(hù)通常可以通過系統(tǒng)的檢查和程序維修來延長使用壽命。 法律上的考量 要求設(shè)計(jì)師具備所有的由于產(chǎn)品使用而導(dǎo)致的法律狀況的知識是不合理的。但設(shè)計(jì)師需要再三思量以制造出安全的產(chǎn)品。法律所要求的一切安全性能都應(yīng)該盡可能的涉及。另外，應(yīng)警告消費(fèi)者由于不當(dāng)使用而可能出現(xiàn)的潛在的危險(xiǎn)。在起訴制造商的案件，產(chǎn)品質(zhì)量領(lǐng)先于所在行業(yè)是很重要的。例如，產(chǎn)品組建和裝配圖表是一件具有法律效力的文件可以在法庭上使用。 另一個(gè)法律問題是和專利有關(guān)的，大多數(shù)的技術(shù)人員，被錄用的前提條件是要與他們的雇主簽訂一份專利協(xié)議。如果雇主申請專利，并被授予發(fā)明權(quán)，則該專利協(xié)議會保護(hù)該雇主免于競爭。以下是與專利問題有關(guān)的清單： (1)申請專利的第一步是進(jìn)行搜索，看這個(gè)發(fā)明是否已經(jīng)被申請專利了。 (2)如果在提出申請前該發(fā)明已經(jīng)在印刷刊物中出現(xiàn)超過一年的時(shí)間，或該發(fā)明已經(jīng)被公眾使用則不授予專利權(quán)。 (3)“申請專利”是指填寫了申請表，但專利并沒有簽發(fā)或被拒絕。 (4)專利是由美國政府授予個(gè)人（非公司），可享受該專利權(quán)17年。 (5)無用的設(shè)備不能成為專利。 (6)當(dāng)專利被認(rèn)定后，它可以防止他人制造，使用或銷售其潛在的發(fā)明。 (7)由于被認(rèn)為是個(gè)人財(cái)產(chǎn)因此專利可以進(jìn)行交易。 (8)若他人侵犯了專利權(quán)，則專利所有人可以提起訴訟。 (9)任何新產(chǎn)品，工藝和材料只要達(dá)到要求都可申請專利。 失效分析和診斷 本章主要回答以下兩個(gè)問題： (1)為什么機(jī)械部件會出現(xiàn)失效? (2)如何確定部件的幾何特性? 設(shè)計(jì)者了解什么是失效，以及為何會出現(xiàn)機(jī)械失效對他們設(shè)計(jì)出需要最少維護(hù)的可靠的機(jī)器來說是至關(guān)重要的。有時(shí)失效會非常嚴(yán)重，諸如在高速自動行駛時(shí)，輪胎飛出。有時(shí)候，失效也就是一些干擾而已，比如說，洗車?yán)鋮s系統(tǒng)中散熱器軟管松了，跟著的一些麻煩就是丟了冷凍劑，這是些很容易發(fā)現(xiàn)和糾正的狀況?？傮w來說，反方向動態(tài)負(fù)載比靜態(tài)負(fù)載會帶來更多的困難，因?yàn)?，疲勞?qiáng)度必須被考慮進(jìn)來。另一個(gè)問題是這種材料韌性和脆性。比如說，當(dāng)考慮到疲勞時(shí)，脆性的材料是不受歡迎的。 很多人把疲勞錯(cuò)誤的理解為實(shí)際的破損。但是，作為一名設(shè)計(jì)者必須對失效形成的有更廣泛的了解。例如，一個(gè)脆性材料在受到拉伸荷載下在其沒有發(fā)生變形前就可能破損了。一種塑性的材料在斷裂前就會大量的變形。沒有斷裂的過度的變形就會使機(jī)器發(fā)生失效，因?yàn)樽冃蔚牟糠謺璧K其他部分的運(yùn)行。因此，部分失效（甚至還沒有發(fā)生物理損壞）就是它無法履行其應(yīng)有功能之時(shí)。兩個(gè)配件之間磨損可能是由于不正常的摩擦或振動。失效也有可能是一種叫做蠕變的現(xiàn)象造成的，這是在高溫下，受到負(fù)荷的機(jī)器的塑性流動。另外，部件的實(shí)際形狀也可能是導(dǎo)致失效的原因。例如，外形輪廓突然變化導(dǎo)致的應(yīng)力集中也應(yīng)該被考慮到，尤其是在存在反方向轉(zhuǎn)動態(tài)負(fù)載存在和原料不是很有韌性的情況下。 通常來說，設(shè)計(jì)者應(yīng)該考慮到失效的所有可能性，它們包括以下這些狀況: (1)應(yīng)力 (2)變形 (3)磨損 (4)腐蝕 (5)振動 (6)環(huán)境造成的損害 (7)固定裝置的松動。 零件的尺寸和形狀也必須考慮到很多幾何因素，這些因素會造成外部負(fù)載效應(yīng)， 諸如幾何不連續(xù)性，理想輪廓鑄造時(shí)產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，過盈配合連接的應(yīng)用。