單元一 機器與機構

學習目標

1.能敘述一臺完整機器的五個組成部分。

2.能理解機器的三個特征。

3.能理解機構與機器的區別。

4.能理解機器、機構、構件、零件之間的關系。

內容概要

機械是機器與機構的統稱，機器是由機構加上能量轉換裝置組成的。機構是由若干個構件組合在一起，用來產生特定的運動。構件作為運動單元，可以是一個零件或者由若干個零件組成的。零件是可以單個生產的制造單元。

知識準備

一、機器與機構

引導問題：什么是機械？什么是機器？機器由幾個部分組成？機器與機構之間是什么關系？機構又是怎么來的？

1.機器

（1）機器的組成 機器是人們根據使用要求而設計制造的一種執行機械運動的裝置，用來變換或傳遞能量、物料與信息，從而代替或減輕人類的體力勞動和腦力勞動。下面我們以最常見的家用轎車（圖1-1-1）為例，學習機器的組成。

一臺完整的機器一般由動力部分、執行部分、傳動部分、控制部分和支承輔助部分組成。下面以家用轎車為例，看看五部分分別是什么。

1）動力部分：是指原動機機器相應的配套裝置。它的作用是將非機械能轉化為機械能并給機器提供動力。汽車的動力部分是發動機，現在的新能源汽車的動力部分是驅動電機。

2）執行部分：是指直接完成機器預定功能的部分。如汽車的車輪，車輪的滾動旋轉將帶動汽車進行移動。

3）傳動部分：是指動力部分和執行部分之間的中間裝置。它的任務就是將原動機提供的機械能以動力和運動的形式傳遞給執行部分。如汽車的離合器、變速器、傳動軸等。

4）控制部分：是指控制機器的其他組成部分，可以隨時實現或終止機器的各種預定動作的裝置。如汽車的方向盤、離合器踏板、加速踏板、制動踏板、電器開關等。

5）支承輔助部分：如汽車的底盤、各類儀表、車燈等。

（2）機器的三個特征

1）是人為的實體組合體。

2）各運動實體之間具有確定的相對運動。

3）可以轉換能量，完成有用功輸出或處理信息，以代替或減輕人們的勞動。

（3）機器的類型 根據用途的不同，機器可分為動力機器、加工機器、運輸機器和信息機器，見表1-1-1。

2.機構

機構是具有確定相對運動構件的組合，它是用來傳遞運動和力的構件系統。在機器中，為了實現多種運動形式的傳遞或改變，往往存在多種機構系統工作。因此，機器也可以看作是由一些機構組合而成的。如單缸內燃機（圖1-1-2），它是產生機械能的機器，其中齒輪組成齒輪機構，凸輪和進、排氣門挺桿組成凸輪機構，活塞、連桿、曲軸和缸體組成曲柄連桿機構。

機構與機器的區別，主要體現在以下兩個方面：

1）機構是機器的一個組成部分，而機器除了構件系統外，還有電氣系統、液壓系統等其他系統。

2）機構僅傳遞運動和力，而機器除傳遞運動和力之外，還有變換或傳遞能量、物料、信息的功能。

機器是由機構組成的，而機構不能像機器一樣實現能量轉換，我們把機構與機器統稱為機械。

二、構件與零件

構件是相互間具有相對運動的物體。機器和機構是由許多具有確定相對運動的構件組合而成的。構件是機器或機構中的運動單元，如曲軸、連桿、活塞等。構件可以是單一的整體，如曲軸；也可以由更小的單元組合而成，如圖1-1-2所示的構件連桿便是由連桿體、連桿蓋、螺栓和螺母裝配而成的。這里，連桿體、連桿蓋、螺栓和螺母都是相互間沒有相對運動的物體，稱為零件。可見，零件是機器中不可拆卸的制造單元。

在機器中，構件可以是單一的零件，但多數構件是由若干個零件固定連接而成的。按其運動狀態，構件可以分為固定構件和運動構件。固定構件又稱為機架，作用是支承運動構件。運動構件分為主動件和從動件兩種：主動件是帶動其他運動構件運動的構件；從動件是隨主動件運動而運動的構件。構件是運動的基本單元。

機械、機器、機構、構件、零件之間的關系如圖1-1-3所示。