1、机械基础基本概念

第一讲 机械基础基本概念

学习目标及考纲要求

1． 了解机械、机器、机构、构件、零件的概念。 2． 理解机器与机构、构件与零件的区别。

3． 掌握运动副的概念，熟悉运动副的类型，了解其使用特点，同时能举出应用实例。

知识梳理

一、机器和机构

1．机器

（1）任何机器都是由许多实物（构件）组合而成的。 （2）各运动实体之间具有确定的相对运动。

（3）能代替或减轻人类的劳动，完成有用的机械功或实现能量的转换。 发动机：将非机械能转换成机械能的机器。

电动机：电能→机械能、内燃机：热能→机械能 空气压缩机：气压能→机械能 按用途分类 工作机：用来改变被加工物料的位置、形状、性能、和状态的机器。 如机床、纺织机、轧钢机、输送机、汽车、飞机等。 2．机构

（1）任何机器都是由许多实物（构件）组合而成的。 （2）各运动实体之间具有确定的相对运动。

机器与机构的异同点 相同点：从结构与运动角度来看，机器与机构是相同的。 不同点： 区别主要在于功用不同，机器的主要功用是利用机械能做功或实现能量转换， 机构的主要功用在于传递或改变运动的形式。 机器与机构的总称为机械。

3. 机器的组成

动力部分：机器动力的来源。如电动机、内燃机和空气压缩机等。

传动部分：将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。如齿轮传动。

工作部分：直接完成机器工作任务的部分，通常处于整个传动装置的终端，其结 构形式取决于机器的用途。如金属切削机床的主轴、拖板、工作台等。

自动控制部分：智能部分（与近代机器的区别）

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二、构件和零件

1．构件

⑴ 定义：构件是机构的运动单元体，也就是相互之间能作相对运动的物体。

固定构件：又称机架，一般用来支承运动构件，通常是机器的基体 或机座，例如各类机床的床身。

主动件：带动其他可动构件运动的构件。

按运动状况

运动构件

从动件：机构中除了主动件以外随着主动件运动而运 动的构件。

2．零件

定义：零件是构件的组成部分，是机器中的制造单元。 3．构件与零件联系与区别

联系：构件可以是一个零件，也可以是几个零件组成。 区别：构件是运动的单元体，零件是加工制造的单元体。

三、运动副

1．运动副概念

定义：两构件直接接触，又能产生一定相对运动的连接称为运动副。 2．运动副类型

转动副：两构件只能绕某一轴线作相对转动的运动副。 低副 移动副 两构件只能作相对直线移动的运动副。 （面接触）

按接触形 螺旋副 两构件只能沿轴线作相对螺旋运动的运动副。

式的不同

高副

（点、线接触） 3．低副和高副的特点

低副:面接触，容易制造和维修，承受载荷时单位面积压力较低,不能传递较复杂的运动,效率低、摩擦大。

高副：点或线接触，承受载荷时单位面积压力较高，两构件接触处容易磨损，寿命短，制造和维修也较困难，能传递较复杂的运动。 4．低副机构和高副机构

机构中所有运动副均为低副的机构称为低副机构。

机构中至少有一个运动副是高副的机构称为高副机构。

四、机构运动简图

简单线条和符号来表示构件和运动副，并按比例绘制出各运动副的位置。这种表达机构

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各构件间相对运动关系的简化图形，称为机构运动简图。

1．分析机构，找出主动件、机架和各构件间运动副类型。 2．选取与构件运动平面平行的面做作图平面。

3．用简单线条代替各构件，用符号代替运动副，相互联接而成。

典例精析

【例1】下列实物：缝纫机、内燃机、齿轮减速器、机械钟表、台虎钳、台钻、数控机床、飞机、千斤顶；其中哪些是机器？哪些是机构？

答：本题解题的关键是：机器的主要功用是利用机械能做功或实现能量的转换；机构的主要功用在于传递或转变运动的形式。

所以，本题正确的答案为缝纫机、内燃机、台钻、数控机床、飞机为机器；齿轮减速器、机械钟表、台虎钳、千斤顶为机构。

【例2】整体式连杆既是构件也是零件。（ ） 分合式连杆既是构件也是零件。（ ）

图1-1-1

答：本题解题的关键是：构件是运动单元，零件是制造单元。

所以，左图整体式连杆是运动的单元体，也是加工制造的最小单元，因此既是构件也是零件。右图分合式连杆是运动的单元体，但不是加工制造的单元（螺栓、螺母、连杆盖、连杆体是加工制造单元），因此它不是零件。

【例3】图示机构运动简图，分析运动副情况。 答：本题解题的关键是：运动副的类型。 构件1——连杆 构件2——曲轴 构件3——活塞 共有4个运动副：

构件AB、BC ——转动副 构件BC、滑块C——转动副 构件AB、铰链A ——转动副 滑块C、机架 ——移动副

图1-1-2

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同步精练

一、填空题

1．从 角度看，机器和机构两者没区别。

2．机器和机构都是由许多 组成，各构件间具有 。 3．机器和机构的区别在于 不同，机构在于 ，机器 在于 。

4．构件是 的单元，零件是 的单元

5．运动副是两构件相互接触而形成的 连接，按 不同分类，可分

为低副和高副，低副作 接触，高副作 接触。常见低副有 副、 __________副、 副。

6．低副机构中，所有运动副均为 ，高副机构中，至少有一个运动副为 。 7．机器的组成包括 部分、 部分、 部分、 部分。其中

车床的主轴、工作台属于 部分，机床的变速箱属于 部分。 二、判断题

8．两构件直接接触而组成的连接就是运动副。 ( ) 9．一个机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。 ( )

10．自行车运动时，轮子运动，故轮上钢丝也在运动，钢丝是构件。 ( ) 11．构件一定是零件。 ( ) 12．机构是用来传递运动和动力的构件系统。 ( ) 13．火车运动时，火车的车轮与钢轨的顶面相接触，它们组成一个移动副。( ) 14．低副由于是滑动摩擦，故接触处比高副更易磨损。 ( ) 15．固定床身的螺栓和螺母组成螺旋副。 ( ) 三、选择题

16．以下不属于机器的是（ ）

A．普通自行车 Ｂ．普通车床 C．汽车 D．洗衣机 17．机器与机构总称为（ ）

A．机器 B．机构 C．机械 D．机床 18．内燃机中活塞与连杆之间的连接属于（ ），活塞与缸壁之间的连接属于（ ）。 A．移动副 B．转动副 C．螺旋副 D．高副 19．台式虎钳中螺杆和螺母组成的运动副是( )。

A．转动副 B．移动副 C．高副 D．螺旋副 20．机器的工作部分处于整个行动的终端，其结构形式取决于( )。

A．动力装置 B．传动装置 C．控制装置 D．机器的用途 21．( )构成机械的最小单元,也是制造机械的最小单元。

A. 机器 B. 零件 C. 构件 D. 机构 22．效率较高的运动副的接触形式是( )

A．铰链连接 B．拖板在导轨上移动 C．凸轮接触 D．活塞在气缸内运动 23．连杆机构属于机器的( )

A.动力部分 B.传动部分 C.工作部分 D.控制部分 24．以下属于构件的是( )

A.曲轴 B.螺旋传动 C.带传动 D.单缸内燃机 四、综合题

25．如图1-1-3所示的单缸四冲程内燃机，由汽缸体1、活塞2、连杆3、曲轴4、齿

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轮5和6、凸轮7、顶杆8等组成。试分析并回答下列问题： （1）内燃机是 （填“机器”或“机构”）；

（2）内燃机中的典型机构有 （至少2个）；

（3）内燃机中的典型零件有 （至少3个）； （4）图中曲轴是 （填“零件”、“构件”、“零件或构件”）；连杆是 （填“零件”、“构件”）；若为构件，则由 等主要零件组成。

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图1-1-3