机械设计毕业设计翻译dhnr.docx

Mechhaniicall EnnginneerringgIntrroduuctiion to Mecchannicaal EEngiineeerinng Mechhaniicall ennginneerringg iss thhe bbrannch of enggineeeriing thaat ddealls wwithh maachiiness annd tthe prooducctioon oof ppoweer. It is parrticculaarlyy coonceerneed wwithh foorcees aand mottionn.Histtoryy off Meechaaniccal EnggineeeriingThe invventtionn off thhe ssteaam eengiine in thee laatteer ppartt off thhe 118thh ceentuury, prroviidinng aa keey ssourrce of powwer forr thhe IInduustrriall Reevollutiion, gaave an enoormoous imppetuus tto tthe devveloopmeent of macchinneryy off alll ttypees. As a rresuult a nnew majjor claassiificcatiion of enggineeeriing, seeparratee frrom civvil enggineeeriing andd deealiing witth ttoolls aand macchinnes, deevellopeed, recceivvingg foormaal rrecoogniitioon iin 118477 inn thhe ffounndinng oof tthe Insstittutiion of Mecchannicaal EEngiineeers in Birrminnghaam, Engglannd.Mechhaniicall ennginneerringg haas eevollvedd frrom thee prractticee byy thhe mmechhaniic oof aan aart bassed larrgelly oon ttriaal aand errror to thee apppliicattionn byy thhe pproffesssionnal enggineeer of thee sccienntiffic metthodd inn reeseaarchh, ddesiign, annd pprodducttionn.The demmandd foor iincrreassed effficiienccy, in thee wiidesst ssensse, is conntinnuallly raiisinng tthe quaalitty oof wworkk exxpecctedd frrom a mmechhaniicall ennginneerr annd rrequuiriing of himm a higgherr deegreee oof eeduccatiion andd trrainningg. NNot onlly mmustt maachiiness ruun mmoree ecconoomiccallly bbut cappitaal Coostss allso musst bbe mminiimizzed.Fiellds of Mecchannicaal EEngiineeerinngDeveeloppmennt oof mmachhinees ffor thee prroduuctiion of gooods thee hiigh matteriial staandaard of livvingg inn thhe ddeveelopped couuntrriess owwes mucch tto tthe macchinneryy maade posssibble by mecchannicaal eengiineeerinng. Thee meechaaniccal enggineeer conntinnuallly invventts mmachhinees tto pprodducee gooodss annd ddeveelopps mmachhinee tooolss off inncreeasiing acccuraacy andd coompllexiity to buiild thee maachiiness.The priinciipall liiness off deevellopmmentt off maachiinerry hhavee beeen an inccreaase in thee sppeedd off opperaatioon tto oobtaain higgh rratees oof pprodducttionn, iimprroveemennt iin aaccuuraccy tto oobtaain quaalitty aand ecoonommy iin tthe prooducct, andd minnimiizattionn off opperaatinng ccostts. Theese thrree reqquirremeentss haave ledd too thhe eevollutiion of commpleex cconttroll syysteems.The mosst ssucccesssfull prroduuctiion macchinneryy iss thhat in whiich thee meechaaniccal dessignn off thhe mmachhinee iss clloseely inttegrrateed wwithh thhe cconttroll syysteem, wheetheer tthe lattterr iss meechaaniccal or eleectrricaal iin nnatuure. A moddernn trranssferr liine (coonveeyorr) foor tthe mannufaactuure of auttomoobille eengiiness iss a goood eexammplee off thhe mmechhaniizattionn off a commpleex sseriies of mannufaactuurinng pproccessses. Deevellopmmentts aare in hannd tto aautoomatte pprodducttionn maachiinerry ffurttherr, uusinng ccompputeers to stoore andd prroceess thee vaast amoountt off daata reqquirred forr maanuffactturiing a vvariietyy off coompoonennts witth aa smmalll nuumbeer oof vverssatiile macchinne ttoolls. Onee aiim iis aa coomplleteely auttomaatedd maachiine shoop ffor battch prooducctioon, opeerattingg onn a thrree shiift bassis butt atttenndedd byy a staaff forr onnly onee shhiftt peer dday.Deveeloppmennt oof mmachhinees ffor thee prroduuctiion of powwer PProdducttionn maachiinerry ppressuppposee ann ammplee suupplly oof ppoweer. Thee stteamm ennginne pprovvideed tthe firrst praactiicall meeanss off geenerratiing powwer froom hheatt too auugmeent thee olld ssourrcess off poowerr frrom mussclee, wwindd, aand watter Onee off thhe ffirsst cchalllenngess too thhe nnew proofesssioon oof mmechhaniicall ennginneerringg waas tto iincrreasse ttherrmall effficciennciees aand powwer; thhis wass doone priinciipallly by thee deevellopmmentt off thhe ssteaam tturbbinee annd aassoociaatedd laargee stteamm booileers. Thhe 220thh ceentuury hass wiitneesseed aa coontiinueed rrapiid ggrowwth in thee poowerr ouutpuut oof tturbbinees ffor driivinng eelecctriic ggeneerattorss, ttogeetheer wwithh a steeadyy inncreeasee inn thhermmal effficiienccy aand redducttionn inn caapittal cosst pper killowaatt of larrge powwer staatioons. Fiinallly, meechaaniccal enggineeerss accquiiredd thhe rresoourcce oof nnucllearr ennerggy, whoose apppliccatiion hass deemanndedd ann exxcepptioonall sttanddardd off reeliaabillityy annd ssafeety invvolvvingg thhe ssoluutioon oof eentiirelly nnew proobleems- Thhe cconttroll syysteems of larrge powwer plaank andd coomplletee nuucleear powwer staatioons havve bbecoome higghlyy soophiistiicatted nettworrks of eleectrroniic, fluuidiic. Eleectrric, hyydraauliic, andd meechaaniccal commponnentts, aill off thhesee innvollvinng mme pprovvincce oof tthe mecchannicaal eengiineeer.The mecchannicaal eengiineeer iis aalsoo reespoonsiiblee foor tthe mucch ssmalllerr innterrnall coombuustiioneengiiness, bbothh reecipproccatiing (gaasollinee annd ddiessel) annd rrotaary (gaas-tturbbinee annd WWankkel) ennginnes, wiith theeir widdesppreaad ttrannspoort apppliccatiionss- IIn tthe traanspporttatiion fieeld genneraallyy, iin aair andd sppacee ass weell as on lannd aand seaa. tthe mecchannicaal eengiineeer hhas creeateed tthe equuipmmentt annd tthe powwer plaant, coollaaborratiing inccreaasinnglyy wiith thee ellecttriccal enggineeer, esspecciallly in thee deevellopmmentt off suuitaablee coontrrol sysstemms.Deveeloppmennt oof mmiliitarry wweapponss Thee skkillls aapplliedd too waar bby tthe mecchannicaal eengiineeer aare simmilaar tto tthosse rrequuireed iin cciviiliaan aappllicaatioons, thhouggh tthe purrposse iis tto eenhaancee deestrructtivee poowerr raatheer tthann too raaisee crreattivee effficcienncy. Thhe ddemaandss off waar hhavee chhannneleed hhugee reesouurcees iintoo teechnnicaal ffiellds, hoowevver, annd lled to devveloopmeentss thhat havve pproffounnd bbeneefitts iin ppeacce. Jett aiircrraftt annd nnucllearr reeacttorss arre nnotaablee exxamppless.Biaeengiineeerinng Biioennginneerringg iss a rellatiivelly nnew andd diistiinctt fiieldd off meechaaniccal enggineeeriing thaat iinclludees tthe proovissionn off maachiiness too reeplaace or auggmennt tthe funnctiionss off thhe hhumaan bbodyy annd oof eequiipmeent forr usse iin mmediicall trreattmennt. Arttifiiciaal llimbbs hhavee beeen devveloopedd inncorrporratiing succh llifeelikke ffuncctioons as powwereed mmotiion andd toouchh feeedbbackk. DDeveeloppmennt iis rrapiid iin tthe dirrecttionn off arrtifficiial spaare-parrt ssurggeryy. SSophhistticaatedd heeartt-luung macchinnes andd siimillar equuipmmentt peermiit ooperratiionss off inncreeasiing commpleexitty aand perrmitt thhe vvitaal ffuncctioons in serriouuslyy innjurred or disseassed pattiennts to be maiintaaineed.Enviironnmenntall coontrrol SSomee off thhe eearlliesst eeffoortss off meechaaniccal enggineeerss weere aimmed at conntroolliing mann's envviroonmeent by pummpinng wwateer tto ddraiin oor iirriigatte llandd annd bby vventtilaatinng mminees. Thee ubbiquuitoous reffriggeraatinng aand airr-coondiitiooninng pplannts of thee moodemm agge aare bassed on a rreveerseed hheatt ennginne, wheere thee suupplly oof ppoweer ""pummps"" heeat froom tthe colld rregiion to thee waarmeer eexteerioor.Manyy off thhe pprodductts oof mmechhaniicall ennginneerringg, ttogeetheer wwithh teechnnoloogiccal devveloopmeentss inn ottherr fiieldds, havve ssidee efffeccts on thee ennvirronmmentt annd ggivee riise to noiise, thhe ppolllutiion of watter andd aiir, andd thhe ddereelicctioon oof llandd annd sscenneryy. TThe ratte oof pprodducttionn, bbothh off gooodss annd ppoweer, is rissingg soo raapiddly thaat rregeenerratiion by natturaal fforcces cann noo loongeer kkeepp paace. A rappidlly ggrowwingg fiieldd foor mmechhaniicall ennginneerrs aand othherss iss ennvirronmmenttal conntrool, commpriisinng tthe devveloopmeent of macchinnes andd prroceessees tthatt wiill prooducce ffeweer ppolllutaantss annd oof nnew equuipmmentt annd ttechhniqquess thhat cann reeducce oor rremoove thee poolluutioon aalreeadyy geenerrateed.Funcctioons of Mecchannicaal EEngiineeerinngFourr fuuncttionns oof tthe mecchannicaal eengiineeerinng, commmonn too alll tthe fieeldss meentiioneed, aree ciitedd. TThe firrst is thee unnderrstaandiing of andd deealiing witth tthe basses of mecchannicaal sscieencee. TThesse iinclludee dyynammicss, cconccernningg thhe rrelaatioon bbetwweenn foorcees aand mottionn, ssuchh ass inn viibraatioon; auttomaaticc coontrrol; thhermmodyynammicss, ddeallingg wiith thee reelattionns aamonng tthe varriouus fformms oof hheatt, eenerrgy, annd ppoweer; fluuid floow; heaat ttrannsfeer; lubbriccatiion; annd ppropperttiess off maaterrialls.Secoond is thee seequeencee off reeseaarchh, ddesiign, annd ddeveeloppmennt. Thiis ffuncctioon aatteemptts tto bbrinng aabouut tthe chaangees nneceessaary to meeet ppressentt annd ffutuure neeeds. Suuch worrk rrequuirees nnot onlly aa deear unddersstanndinng oof mmechhaniicall scciennce andd ann abbiliity to anaalyzze aa coompllex sysstemm innto itss baasicc faactoors, buut aalsoo thhe oorigginaalitty tto ssyntthessizee annd iinveent.Thirrd iis pprodducttionn off prroduuctss annd ppoweer, whiich embbracces plaanniing, opperaatioon, andd maainttenaancee. TThe goaal iis tto pprodducee thhe mmaxiimumm vaaluee wiith thee miinimmum invvesttmennt aand cosst wwhille mmainntaiininng oor eenhaanciing lonngerr teerm viaabillityy annd rrepuutattionn off thhe eenteerprrisee orr thhe iinsttituutioon.Fourrth is thee cooorddinaatinng ffuncctiooninng oof tthe mecchannicaal eengiineeerinng, inccluddingg maanaggemeent, coonsuultiing, annd, in somme ccasees, marrkettingg.In aall of theese funnctiionss thheree iss a lonng cconttinuuingg trrendd toowarrd tthe usee off sccienntiffic inssteaad oof ttradditiionaal oor iintuuitiive metthodds, an asppectt off thhe eeverr-grrowiing proofesssioonallismm off meechaaniccal enggineeeriing. Opperaatioons ressearrch, vaaluee ennginneerringg, aand PABBLA (prrobllem anaalyssis by loggicaal aapprroacch) aree tyypiccal tittless off suuch neww raatioonallizeed aapprroacchess. CCreaativvityy, hhoweeverr, ccannnot be rattionnaliizedd. TThe abiilitty tto ttakee thhe iimpoortaant andd unnexppectted steep tthatt oppenss upp neew ssoluutioons remmainns iin mmechhaniicall ennginneerringg, aas eelseewheere, laargeely a pperssonaal aand spoontaaneoous chaaraccterristtic.The Futturee off Meechaaniccal EnggineeeriingThe nummberr off meechaaniccal enggineeerss coontiinuees tto ggroww ass raapiddly as eveer, whiile thee duurattionn annd qquallity off thheirr trrainningg inncreeasees. Thheree iss a groowinng: awaarennesss, hhoweeverr, aamonng eengiineeers andd inn thhe ccommmuniity at larrge thaat tthe expponeentiial inccreaase in poppulaatioon aand livvingg sttanddardds iis rraissingg foormiidabble proobleems in poolluutioon of thee ennvirronmmentt annd tthe exhhausstioon oof nnatuurall reesouurcees; thiis ccleaarlyy heeighhtenns tthe neeed ffor alll off thhe ttechhniccal proofesssioons to connsidder thee loong-terrm ssociial efffectts oof ddisccoveeriees aand devveloopmeentss. -Theere willl bbe aan iincrreassingg deemannd ffor mecchannicaal eengiineeerinng sskillls to proovidde ffor mann's neeeds whiile redduciing to a mminiimumm thhe cconssumpptioon oof sscarrce raww maaterrialls aand maiintaainiing a ssatiisfaactoory envviroonmeent.Intrroduuctiion to DessignnThe Meaaninng oof DDesiignTo ddesiign is to forrmullatee a plaan ffor thee saatissfacctioon oof aa huumann neeed. Thhe ppartticuularr neeed to be sattisffiedd maay bbe qquitte wwelll deefinned froom tthe begginnningg. HHeree arre ttwo exaamplles in whiich neeeds aree weell deffineed:1. Howw caan wwe oobtaain larrge quaantiitiees oof ppoweer ccleaanlyy, ssafeely, annd eeconnomiicall/ wwithhoutt ussingg foossiil ffuells aand witthouut ddamaaginng tthe surrfacce oof tthe earrth?2. TThiss geear shaaft is givvingg trroubble; thheree haave beeen eeighht ffaillurees iin tthe lasst ssix weeeks. Doo soometthinng aabouut iit.On tthe othher hannd, thee sttateemennt oof aa paartiicullar neeed tto bbe ssatiisfiied mayy bee soo neebullouss annd iill deffineed tthatt a connsidderaablee ammounnt oof tthouughtt annd eeffoort is neccesssaryy inn ( ordder to staate it deaarlyy ass a proobleem rrequuiriing a ssoluutioon. Herre aare twoo exxamppless.-1. Lotts oof ppeopple aree kiilleed iin aairpplanne aacciidennts.2. IIn bbig cittiess thheree arre ttoo manny aautoomobbilees oon tthe strreetts aand higghwaays.Thiss seeconnd ttypee off deesiggn ssituuatiion is chaaraccterrizeed bby tthe facct tthatt neeithher thee neeed norr thhe pprobblemm too bee soolveed hhas beeen iidenntiffiedd. NNotee, ttoo, thhat thee siituaatioon mmay conntaiin nnot onee prrobllem butt maany.We ccan claassiify dessignn, ttoo. Foor iinsttancce, we speeak of:1. CClotthinng ddesiign 7. Brridgge ddesiign2. IInteerioor ddesiign 8. Coompuuterr-aiidedd deesiggn3. HHighhwayy deesiggn 9. Heeatiing sysstemm deesiggn. 4. LLanddscaape dessignn 10. Maachiine dessignn5. BBuilldinng ddesiign 111. EEngiineeerinng ddesiign6. SShipp deesiggn 12. Prroceess dessignnIn ffactt, ttherre aare an enddlesss nnumbber, siincee wee caan cclasssiffy ddesiign acccorddingg too thhe ppartticuularr arrticcle or prooducct oor aaccoordiing to thee prrofeessiionaal ffielld,In cconttrasst tto sscieentiificc orr maatheematticaal pprobblemms, dessignn prrobllemss haave no uniiquee annsweers; itt iss abbsurrd, forr exxampple, too reequeest thee "ccorrrectt annsweer" to a ddesiign proobleem, beccausse ttherre iis nnonee. IIn ffactt, aa "ggoodd" aanswwer todday mayy weell turrn oout to be a ""pooor" ansswerr toomorrroww, iif ttherre iis aa grrowtth oof kknowwleddge durringg thhe pperiiod or if theere aree ottherr sttruccturral or socciettal chaangees.Almoost eveeryoone is Invvolvved witth ddesiign in onee waay oor aanottherr, eevenn inn daallyy liivinng, beccausse pprobblemms aare possed andd siituaatioons ariise whiich musst bbe ssolvved. A dessignn prrobllem is nott a hyppothhetiicall prrobllem at alll. DDesiign hass ann auutheentiic ppurpposeethhe ccreaatioon