机械组成原理解析

（1）零件

任何机器都是由许多零件组成的。若将一部机器拆卸，拆到不可再拆的最小单元就是零件。从制造工艺的角度来看，零件是加工的最小单元。根据使用范围的不同，机械零件可分为两类：一类为广泛用于各种机械的通用零件，如螺钉、键、销、轴、轴承、弹簧、齿轮等；另一类则是只用在某些机械中的专用零件，如风扇的叶片、洗衣机的波轮等。

（2）构件

一个构件通常是由若干零件组成的。如内燃机中的连杆，其结构如图1.1所示，它由连杆体1、连杆螺栓2、螺母3和连杆头4等零件组成，这些零件刚性地连接在一起组成一个刚性系统，机器运动时作为一个整体来运动。所以，构件是一个由若干零件组成的刚性系统，是运动的最小单元。当然也有构件仅由一个零件组成。

（3）机构

机构是由若干构件组成的，机构的功用在于传递运动或改变运动的形式。如图1.2所示的凸轮机构，能将凸轮1的连续回转运动转变为推杆2的往复直线运动；图1.3所示的连杆机构，能将构件1的回转运动转变为构件3的往复摆动；图1.4所示的齿轮机构，则是通过一对相互啮合的齿轮，将主动轴的回转运动传递给从动轴。组成机构的各构件之间的相对运动是有规律的。

图1.1　内燃机连杆总成

图1.2　凸轮机构

图1.3　连杆机构

图1.4　齿轮机构

（4）机器

机器是由若干机构组成的。机器的类型虽然很多，但组成机器的常用机构类型并不多，如常见的机床、起重机、缝纫机、内燃机等机器，都是由连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、间歇运动机构等常用机构组合而成的。机器可用来变换或传递能量、物料和信息。如电动机或发电机用来变换能量，加工机械用来变换物料的状态，起重运输机械用来传递物料，计算机则用来变换信息等。现代机器种类繁多，形式多样，用途各异，常由以下几部分组成：(www.xing528.com)

①原动机部分：电动机、内燃机、液压泵、空压机等。

②传动部分：带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等机构及其组合。

③执行部分：机器完成工作任务的部分，连接在传动部分的终端。

④控制部分：由机械、光电、电子等控制元器件组成。

（5）机械

机械的含义比较宽泛，是指机器和机构的总称。

例1.1　分析四冲程内燃机的组成机构。

如图1.5所示为单缸四冲程内燃机。工作开始时，排气阀4关闭，进气阀3打开，燃气由进气管通过进气阀3被下行的活塞2吸入气缸体1的气缸内，然后进气阀3关闭，活塞2上行压缩燃气，点火后燃气在气缸中燃烧、膨胀产生压力，从而推动活塞下行，并通过连杆7使曲柄8转动，这样就把燃气的热能变换为曲柄转动的机械能。当活塞2再次上行时，排气阀4打开，燃烧后的废气通过排气阀4由排气管排出。曲轴8上的齿轮10带动两个齿轮9，从而带动两根凸轮轴转动，两个凸轮轴再推动两个推杆5，使它按预定的规律打开或关闭排气阀4和进气阀3。以上各机件协同配合、循环动作，便可使内燃机连续工作。组成内燃机的机构有：

①曲柄滑块机构：由活塞2、连杆7、曲轴8和气缸体1组成，把活塞的上下移动变换为曲轴的连续转动，实现了运动方式的变换。

②齿轮机构：由齿轮9、齿轮10和气缸体1组成，把曲轴的转动传递给了凸轮，两个齿轮的齿数比为1∶2，使曲轴转两周时，进气阀、排气阀各启闭一次，实现了运动的传递。

③凸轮机构：由凸轮6、进（排）气阀推杆5及气缸体1组成，把凸轮轴的转动变换成了推杆的上下移动，实现了运动方式的变换。

图1.5　单缸四冲程内燃机

1—气缸体；2—活塞；3—进气阀；4—排气阀；5—推杆；6—凸轮；7—连杆；8—曲轴；9，10—齿轮

虽然机器的种类很多，在我们的生活中普遍存在并发挥着各不相同的作用，这些机器的具体构造也各不相同，但是都具有三个共同的基本特征：机器都是由一系列构件（也称运动单元体）组成；组成机器的各构件之间都具有确定的相对运动；机器能转换机械能或完成有用的机械功。