Page 46 - 机械技术运用及理论研究

34 机械技术 运用及理论研究 Research on the Application and Theory of Mechanical Technology

生产中发挥了重要的作用。并随着时间的推移，力学开始出现多种类的分支。尽
管物理力学的总体发展还不够成熟，然而它在机械制造领域的广泛应用却有巨大

的发展空间。
（二）物理力学在机械制造中的具体应用
1. 物理力学在机械制造中的弹性理论应用
物理力学在机械制造领域的应用非常广泛，其中弹性理论是对弹性力学应用

的最主要体现。在实际的应用中，主要是应用弹性力学中弹性物体在外部压力的
作用下发生形变的特性，或是因为外部温度变化引起的一系列的位移、应力变化

等现象。将这一现象应用到机械制造领域中的机械结构设计之中，以提高机械的
整体强度和刚度。例如，火车减震预压缩弹簧的弹性变形来保证火车车身的整体
结构不受影响。针对机械制造过程中的各个阶段，物理力学的应用可以分为以下
三个阶段：首先，机械运行阶段。这一阶段机械的运行速度较快，在速度的影响

下产生弹性形变。例如，目前大量的齿轮结构的相关设计，通过齿轮的转动减小
速度原因产生的形变。其次，内部承载应变阶段。这一阶段的弹性应变主要是体
现在内部承载力变化方面。随着内部承载力的变化，弹性形变增加，对机械系统

的运行有很大的影响，如汽车板簧的设计灵感、凸轮结构的设计方面，都是以此
增强机械结构的内部承载能力，提升机械的整体运行水平。最后，弹性形变阶段。
由于机械的硬度或刚度问题，直接发生弹性形变。在物理力学的应用方面，主要

体现在各类汽车悬挂，包括火车减震的预压缩弹簧的设计方面，通过对机械设计
相关的弹性理论设计，最大限度地减少弹性形变对机械运行的影响。例如汽车的
非承载式的车身设计，利用安装于底盘的悬挂，预压弹贷的弹性变形来保证车内

的乘客与车身处于一个相对平稳的状态。值得注意的是，弹性理论应用到机械结
构的齿轮设计之中，渐开线的存在是非常有价值的。因此，在实际的设计应用过
程中，首先是针对弹性理论的相关概念进行深入的分析。在此基础上对齿轮的渐

开线设计中存在的问题进行分析，找出其中存在的设计缺陷。这种缺陷是机械设
计中常见的问题，主要表现在齿轮相互啮合运行的过程中。接触疲劳强度的降低
以及通过渗碳、氮化，表面淬火等表面硬化方式提高齿轮表面的硬度及刚度并且

保证齿轮心部的韧性，弯曲疲劳强度的处理也是一样，仅仅用淬火及相似热处理
的方式处理齿轮轴，提高了齿轮轴的整体强度和刚度，会大大减少齿轮轴的弹性