机械设计(上册):机器与机构分析和设计
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1.1 机器的组成

1. 机器的组成

机器是执行机械运动的装置。一台机器一般由动力部分(原动机)、传动部分、执行部分(工作部分)、操纵监测控制系统和辅助系统(润滑、照明等)组成,如图1-1所示。

图1-1 机器的组成

按工作类型来分,机器可以分为三类:动力机器、工作机器和信息机器。

动力机器的功能是将非机械能转化为机械能,或将机械能转化成其他形式的能量,如内燃机、电动机和发电机都是动力机器。

工作机器的功能是完成有用的机械功或移动物品,如金属切削机床、汽车、飞机、水压机、吊车和输送机等。

信息机器的功能是完成信息的传递和转换,如复印机、绘图机、照相机、传真机等。

图1-2所示为一台带式输送机,其功能是输送物料。它主要由电动机、减速器、输送带及其支承轴、联轴器、机架和操纵系统等组成。电动机进行能量转换输出运动和机械能,通过联轴器,经减速器减速增扭,再经联轴器带动输送带按设计的速度运行,实现物料的输送。

图1-2 带式输送机

图1-3所示为一台全功能数控车床。数控车床一般由以下几部分组成:主机——数控车床的机械部件,包括床身、主轴箱、刀架尾座、进给机构等;数控装置——数控车床的控制核心,其主体是控制数控系统运行的一台计算机;伺服驱动系统——数控车床切削工作的动力部分,实现主运动和进给运动;辅助装置——数控车床的一些配套部件,包括液压、气动装置及冷却系统、润滑系统和排屑装置等。数控车床能对轴类或盘类等回转体零件自动完成内、外圆柱面,圆锥面,圆弧面和直、锥螺纹等工序的切削加工,并能进行切槽、钻、扩和铰等工作。

图1-3 数控车床

图1-4所示为单缸往复活塞式内燃机。活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其气缸内燃烧,释放出的热能使气缸内产生高温、高压的燃气。燃气膨胀推动活塞做功,再通过曲柄滑块机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作;常用凸轮机构控制气门运动。

图1-4 内燃机

2. 有关名词

机械是机器和机构的总称。机构是用来进行运动变换和传递力的最简单的机械系统,如曲柄连杆机构。一台机器至少有一个机构。构件是机构的运动单元。组成机器的不可拆的基本单元叫做机械零件或零件,如螺钉、齿轮、轴、弹簧等。为完成同一功能在结构上组合在一起的若干零件叫做机械部件或部件,如联轴器、轴承等。在机械设计领域,一般把零件和部件泛称为零件。各种机器中普遍使用的零件叫做通用零件,如齿轮、轴、螺栓、轴承等。按国家标准或行业标准生产的零件称为标准件。