第1章 緒論

1.1 本課程的研究對(duì)象

1.1.1 本課程的研究對(duì)象

人類為了滿足生產(chǎn)和生活的需要，設(shè)計(jì)和創(chuàng)造了各種各樣的機(jī)器。在現(xiàn)代社會(huì)中，機(jī)器已成為代替或減輕人類勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的主要手段。使用機(jī)器的水平是衡量一個(gè)國家現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。

在日常生活和生產(chǎn)中，我們都接觸過許多機(jī)器，例如，汽車、縫紉機(jī)、洗衣機(jī)、復(fù)印機(jī)及各種機(jī)床等。各種不同的機(jī)器，具有不同的形式、構(gòu)造、用途和原理，它們具有什么共同的特點(diǎn)呢？

圖1-1所示為單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)，它由曲軸1、連桿2、活塞3、缸體4、閥桿5、凸輪6、齒輪7和8等組成。燃?xì)馔苿?dòng)活塞作往復(fù)移動(dòng)，經(jīng)連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪和頂桿是用來啟閉進(jìn)氣閥和排氣閥的。兩個(gè)齒輪用來保證進(jìn)、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動(dòng)作。這樣，當(dāng)燃?xì)馔苿?dòng)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，各構(gòu)件協(xié)調(diào)動(dòng)作，進(jìn)、排氣閥有規(guī)律地啟閉，加上汽化點(diǎn)火等裝置的配合，就把熱能轉(zhuǎn)化為曲軸回轉(zhuǎn)的機(jī)械能。

圖1-2所示為工業(yè)沖床，它是由電動(dòng)機(jī)1、傳動(dòng)帶2、曲軸3、滑塊4和沖頭5等所組成的。當(dāng)電動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)后，通過傳動(dòng)帶2帶動(dòng)曲軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸3又通過滑塊4帶動(dòng)沖頭5作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，靠上下模具的配合，沖頭便可以沖出所需要的零件。

從以上兩個(gè)實(shí)例可以看出，雖然機(jī)器的用途、結(jié)構(gòu)和性能不相同，但是具有下述3個(gè)特征：

(1)都是人為的實(shí)物組合；

(2)各實(shí)物間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；

(3)它們能代替或減輕人類的勞動(dòng)，去完成機(jī)械功或轉(zhuǎn)換能量和信息。

一臺(tái)機(jī)器不管其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何，其基本組成部分有3個(gè)：原動(dòng)機(jī)部分、傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分。但隨著機(jī)器的功能越來越多，對(duì)機(jī)器的精確度要求越來越高，還會(huì)不同程度地增加其他部分，如控制系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)等。

機(jī)構(gòu)可以定義為：是一個(gè)具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)，機(jī)構(gòu)具有機(jī)器的前兩個(gè)特征。工程上常見的機(jī)構(gòu)有連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等，它們都只能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。圖1-1所示的單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)，曲軸1、連桿2、活塞3、缸體4組成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，可將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；閥桿5、凸輪6、缸體4組成凸輪機(jī)構(gòu)，將凸輪軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)轫敆U有規(guī)律的間歇移動(dòng)；齒輪7和8、缸體4組成齒輪機(jī)構(gòu)，協(xié)調(diào)兩軸的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向。一般機(jī)器包含若干個(gè)機(jī)構(gòu)，但最簡單的機(jī)器也可以由一個(gè)機(jī)構(gòu)所組成，如電動(dòng)機(jī)。

為了便于研究，人們通常將機(jī)器和機(jī)構(gòu)總稱為機(jī)械，本課程的研究對(duì)象是機(jī)械及其機(jī)械零部件。

1.1.2 基本概念

要研究機(jī)械，必須首先了解幾個(gè)基本概念。

(1)零件。它是機(jī)械制造的最小單元，如齒輪、螺釘、軸等。一般來說，機(jī)械零件可分為兩大類：通用零件和專用零件。通用零件是指在各種機(jī)器中經(jīng)常用到的零件，如螺栓、齒輪、軸等；而專用零件只出現(xiàn)在某一些特定類型的機(jī)械中，如渦輪機(jī)的葉片、飛機(jī)的螺旋槳等。

(2)構(gòu)件。它是運(yùn)動(dòng)的最小單元，可由一個(gè)或多個(gè)零件所組成。圖1-3所示的連桿就是由連桿體1、連桿蓋2、軸瓦3～5、螺栓6、螺母、開口銷等零件所組成的一個(gè)構(gòu)件。而圖1-1中的曲軸是只有一個(gè)零件所組成的構(gòu)件。

(3)部件。它是裝配的單元體，如滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器和離合器等。