单元一
机器与机构

学习目标

1．能叙述一台完整机器的五个组成部分。

2．能理解机器的三个特征。

3．能理解机构与机器的区别。

4．能理解机器、机构、构件、零件之间的关系。

内容概要

机械是机器与机构的统称，机器是由机构加上能量转换装置组成的。机构是由若干个构件组合在一起，用来产生特定的运动。构件作为运动单元，可以是一个零件或者由若干个零件组成的。零件是可以单个生产的制造单元。

知识准备

一、机器与机构

引导问题：什么是机械？什么是机器？机器由几个部分组成？机器与机构之间是什么关系？机构又是怎么来的？

1．机器

（1） 机器的组成 机器是人们根据使用要求而设计制造的一种执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息，从而代替或减轻人类的体力劳动和脑力劳动。下面我们以最常见的家用轿车（图1-1-1）为例，学习机器的组成。

一台完整的机器一般由动力部分、执行部分、传动部分、控制部分和支承辅助部分组成。下面以家用轿车为例，看看五部分分别是什么。

1）动力部分：是指原动机机器相应的配套装置。它的作用是将非机械能转化为机械能并给机器提供动力。汽车的动力部分是发动机，现在的新能源汽车的动力部分是驱动电机。

2）执行部分：是指直接完成机器预定功能的部分。如汽车的车轮，车轮的滚动旋转将带动汽车进行移动。

3）传动部分：是指动力部分和执行部分之间的中间装置。它的任务就是将原动机提供的机械能以动力和运动的形式传递给执行部分。如汽车的离合器、变速器、传动轴等。

4）控制部分：是指控制机器的其他组成部分，可以随时实现或终止机器的各种预定动作的装置。如汽车的方向盘、离合器踏板、加速踏板、制动踏板、电器开关等。

5）支承辅助部分：如汽车的底盘、各类仪表、车灯等。

（2） 机器的三个特征

1）是人为的实体组合体。

2）各运动实体之间具有确定的相对运动。

3）可以转换能量，完成有用功输出或处理信息，以代替或减轻人们的劳动。

（3） 机器的类型 根据用途的不同，机器可分为动力机器、加工机器、运输机器和信息机器，见表1-1-1。

2．机构

机构是具有确定相对运动构件的组合，它是用来传递运动和力的构件系统。在机器中，为了实现多种运动形式的传递或改变，往往存在多种机构系统工作。因此，机器也可以看作是由一些机构组合而成的。如单缸内燃机（图1-1-2），它是产生机械能的机器，其中齿轮组成齿轮机构，凸轮和进、排气门挺杆组成凸轮机构，活塞、连杆、曲轴和缸体组成曲柄连杆机构。

机构与机器的区别，主要体现在以下两个方面：

1）机构是机器的一个组成部分，而机器除了构件系统外，还有电气系统、液压系统等其他系统。

2）机构仅传递运动和力，而机器除传递运动和力之外，还有变换或传递能量、物料、信息的功能。

机器是由机构组成的，而机构不能像机器一样实现能量转换，我们把机构与机器统称为机械。

二、构件与零件

构件是相互间具有相对运动的物体。机器和机构是由许多具有确定相对运动的构件组合而成的。构件是机器或机构中的运动单元，如曲轴、连杆、活塞等。构件可以是单一的整体，如曲轴；也可以由更小的单元组合而成，如图1-1-2所示的构件连杆便是由连杆体、连杆盖、螺栓和螺母装配而成的。这里，连杆体、连杆盖、螺栓和螺母都是相互间没有相对运动的物体，称为零件。可见，零件是机器中不可拆卸的制造单元。

在机器中，构件可以是单一的零件，但多数构件是由若干个零件固定连接而成的。按其运动状态，构件可以分为固定构件和运动构件。固定构件又称为机架，作用是支承运动构件。运动构件分为主动件和从动件两种：主动件是带动其他运动构件运动的构件；从动件是随主动件运动而运动的构件。构件是运动的基本单元。

机械、机器、机构、构件、零件之间的关系如图1-1-3所示。