第1章 绪论

1.1 本课程的研究对象

1.1.1 本课程的研究对象

人类为了满足生产和生活的需要，设计和创造了各种各样的机器。在现代社会中，机器已成为代替或减轻人类劳动、提高劳动生产率的主要手段。使用机器的水平是衡量一个国家现代化程度的重要标志。

在日常生活和生产中，我们都接触过许多机器，例如，汽车、缝纫机、洗衣机、复印机及各种机床等。各种不同的机器，具有不同的形式、构造、用途和原理，它们具有什么共同的特点呢？

图1-1所示为单缸四冲程内燃机，它由曲轴1、连杆2、活塞3、缸体4、阀杆5、凸轮6、齿轮7和8等组成。燃气推动活塞作往复移动，经连杆转变为曲轴的连续转动。凸轮和顶杆是用来启闭进气阀和排气阀的。两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作。这样，当燃气推动活塞运动时，各构件协调动作，进、排气阀有规律地启闭，加上汽化点火等装置的配合，就把热能转化为曲轴回转的机械能。

图1-2所示为工业冲床，它是由电动机1、传动带2、曲轴3、滑块4和冲头5等所组成的。当电动机1启动后，通过传动带2带动曲轴3转动，曲轴3又通过滑块4带动冲头5作上下往复运动，靠上下模具的配合，冲头便可以冲出所需要的零件。

从以上两个实例可以看出，虽然机器的用途、结构和性能不相同，但是具有下述3个特征：

(1)都是人为的实物组合；

(2)各实物间具有确定的相对运动；

(3)它们能代替或减轻人类的劳动，去完成机械功或转换能量和信息。

一台机器不管其内部结构如何，其基本组成部分有3个：原动机部分、传动部分、执行部分。但随着机器的功能越来越多，对机器的精确度要求越来越高，还会不同程度地增加其他部分，如控制系统、润滑系统和其他辅助系统等。

机构可以定义为：是一个具有确定的机械运动的构件系统，机构具有机器的前两个特征。工程上常见的机构有连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、间歇运动机构等，它们都只能进行运动和动力的传递。图1-1所示的单缸四冲程内燃机，曲轴1、连杆2、活塞3、缸体4组成曲柄滑块机构，可将活塞的往复运动转化为曲轴的回转运动；阀杆5、凸轮6、缸体4组成凸轮机构，将凸轮轴的连续转动变为顶杆有规律的间歇移动；齿轮7和8、缸体4组成齿轮机构，协调两轴的转速与转向。一般机器包含若干个机构，但最简单的机器也可以由一个机构所组成，如电动机。

为了便于研究，人们通常将机器和机构总称为机械，本课程的研究对象是机械及其机械零部件。

1.1.2 基本概念

要研究机械，必须首先了解几个基本概念。

(1)零件。它是机械制造的最小单元，如齿轮、螺钉、轴等。一般来说，机械零件可分为两大类：通用零件和专用零件。通用零件是指在各种机器中经常用到的零件，如螺栓、齿轮、轴等；而专用零件只出现在某一些特定类型的机械中，如涡轮机的叶片、飞机的螺旋桨等。

(2)构件。它是运动的最小单元，可由一个或多个零件所组成。图1-3所示的连杆就是由连杆体1、连杆盖2、轴瓦3～5、螺栓6、螺母、开口销等零件所组成的一个构件。而图1-1中的曲轴是只有一个零件所组成的构件。

(3)部件。它是装配的单元体，如滚动轴承、联轴器和离合器等。