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

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。

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。

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）

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。

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

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

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