0.2 機(jī)械設(shè)計(jì)研究的對(duì)象
0.2 機(jī)械設(shè)計(jì)研究的對(duì)象
如圖0-3所示的單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)，由氣缸體1、活塞2、進(jìn)氣閥3、排氣閥4、連桿5、曲軸6、凸輪7、頂桿8、齒輪9和齒輪10等組成。燃?xì)馔苿?dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪間的嚙合，將曲軸的運(yùn)動(dòng)傳給凸輪軸，凸輪和頂桿用來啟閉進(jìn)氣閥和排氣閥，分別控制進(jìn)氣和排氣，將燃?xì)獾臒崮苻D(zhuǎn)換成曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能。
又如，全自動(dòng)洗衣機(jī)主要由機(jī)體、電動(dòng)機(jī)、葉輪和控制電路組成。當(dāng)接通電源后，操作控制按鈕，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)使葉輪回轉(zhuǎn)，攪動(dòng)洗滌液實(shí)現(xiàn)洗滌。一旦設(shè)置好程序，全自動(dòng)洗衣機(jī)就會(huì)自動(dòng)完成洗滌、清洗、甩干等洗衣的全過程。
內(nèi)燃機(jī)和洗衣機(jī)都叫機(jī)器，機(jī)器的種類多種多樣，它們的結(jié)構(gòu)、用途各不相同，但它們都是由各種機(jī)構(gòu)組合而成的。
機(jī)構(gòu)是指能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的傳遞或變換的系統(tǒng)，如內(nèi)燃機(jī)中的活塞、連桿、曲軸和氣缸體組成的連桿機(jī)構(gòu)將活塞的移動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；由凸輪、頂桿和氣缸體組成的凸輪機(jī)構(gòu)將凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成頂桿的移動(dòng)；由一對(duì)齒輪和氣缸體組成的齒輪機(jī)構(gòu)將曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳給凸輪軸并可改變轉(zhuǎn)速的大小和方向。而由一個(gè)或多個(gè)機(jī)構(gòu)組成的機(jī)器不僅能變換運(yùn)動(dòng)，還能變換機(jī)械能或完成有用的功。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械的含義已突破了傳統(tǒng)的概念，它不僅能傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，而且能傳遞信息；不僅能代替人的體力勞動(dòng)，還能代替人的腦力勞動(dòng)，如智能機(jī)器人、電子計(jì)算機(jī)等。機(jī)構(gòu)也不僅僅由剛體組成，氣體或液體也可參與運(yùn)動(dòng)的傳遞或變化。
機(jī)械中不可拆卸的基本單元稱為零件，如齒輪、軸、凸輪等，它是制造的單元體。機(jī)械中的運(yùn)動(dòng)單元稱為構(gòu)件，它可以是一個(gè)零件，也可以由幾個(gè)無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件組成，如連桿由連桿頭、連桿體、螺栓和螺母等組成，如圖0-4所示。機(jī)械中由若干個(gè)零件裝配而成，能完成特定任務(wù)的一個(gè)獨(dú)立組成部分叫部件，它可以是一個(gè)構(gòu)件（如連桿），也可以由多個(gè)構(gòu)件組成（如軸承、聯(lián)軸器等）。若干個(gè)部件根據(jù)功能不同又可組成機(jī)器的原動(dòng)部分、傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分及控制部分，從而組成一臺(tái)完整的機(jī)器。
圖0-3 單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)
圖0-4 連桿
1—連桿體 2—螺栓 3—螺母 4—連桿頭
機(jī)器的種類繁多，但組成機(jī)器的機(jī)構(gòu)種類卻是有限的，因此，以各種機(jī)械中的常用機(jī)構(gòu)（如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等）以及通用零部件（如螺釘、齒輪、帶、軸承等）作為研究對(duì)象建立分析及設(shè)計(jì)的一般方法，可為各類具體機(jī)器的研究打下基礎(chǔ)。