1.1 機械的概念

1.1.1 機械的組成

人類在長期的生產實踐中，為了減輕勞動強度、改善勞動條件、提高勞動效率，創造并發展了機械，如汽車、機床等。機械的種類繁多，形式各不相同，但卻有一些共同的特征，就其組成而言，一部完整的機械主要由以下四個部分組成（圖1-1）。

1. 動力部分

動力部分是機械的動力來源，其作用是把其他形式的能量轉變為機械能，以驅動機械運動并做功，如電動機、內燃機等。

2. 傳動部分

傳動部分是將動力部分的運動和動力傳遞給執行部分的中間環節，它可以改變運動速度，轉換運動形式，以滿足執行部分的各種要求。如減速器將高速轉動變為低速轉動，螺旋機構將旋轉運動轉換成直線運動等。

3. 執行部分

執行部分是直接完成機械預定功能的部分，如機床的主軸和刀架，起重機的吊鉤等。

4. 控制部分

控制部分是用來控制機械的部分，它使操作者能隨時實現或停止各項功能。如機器的起動、停止，運動速度和方向的改變等。控制部分通常包括機械控制系統和電子控制系統。

機械的組成不是一成不變的，一些簡單機械不一定完整具有上述四個部分，有的甚至只有動力部分和執行部分，如水泵、砂輪機等；而一些較復雜的機械，除了具有上述四個部分外，還有潤滑裝置、照明裝置等。

1.1.2 機器和機構

在現代機械中，傳動部分有機械的、電力的、液壓的和氣壓的等，其中以機械傳動應用最廣。從制造和裝配方面來分析，任何機械設備都是由許多機械零件、部件組成的。圖1-2所示為單缸四沖程內燃機。當燃氣推動活塞7做直線往復運動時，經連桿8使曲軸9做連續轉動。凸輪3和頂桿是用來開啟和關閉進氣閥和排氣閥的。在曲軸和凸輪軸之間兩個齒輪的齒數比為1:2，曲軸轉兩周時，進、排氣閥各啟、閉一次。這樣就把活塞的直線運動轉換為曲軸的轉動，將燃氣的熱能轉換為曲軸轉動的機械能。這里包含了氣缸、活塞、連桿、曲軸組成的曲柄滑塊機構，凸輪、頂桿、機架組成的凸輪機構，以及齒輪和機架組成的齒輪機構等。

各種機器雖然有不同的形式、構造和用途，但是都具有下列三個共同特征：①機器是人為的多種實體的組合；②各部分之間具有確定的相對運動；③能完成有效的機械功或變換機械能。

綜上所述，機器是由一個或幾個機構組成的；機構僅具有機器的前兩個特征，它被用來傳遞運動或變換運動形式。若單純從結構和運動的觀點看，機器和機構并無區別，因此，通常把機器和機構統稱為機械。

1.1.3 構件和零件

組成機構的各個相對運動部分稱為構件。構件可以是單一的整體（如活塞），也可以是由多個零件組成的剛性結構。例如，曲軸9和齒輪1作為一個整體做轉動，它們構成一個構件，但在加工時是兩個不同的零件。由此可知，構件是運動的基本單元，而零件是制造的基本單元。