机构与零件

14.4.1　机器、机构与零件

1）机器的特征

各类机器的构造、性能和用途不一样，但它们都具有以下三个共同特征：

（1）机器都是人为的实物组合，都是由构件组合而成。

（2）机器的各构件之间都具有确定的相对运动。

（3）机器都能利用机械能来完成有用功或转换机械能。前者如起重机和各类机床，后者如内燃机和发动机。

如图14.1所示的单缸四冲程内燃机，它是由气缸、活塞、进气阀、排气阀、连杆、曲轴、凸轮、顶杆和齿轮等组成。燃气推动活塞做往复移动，经连杆转变为曲轴的连续转动，从而将燃气的热能转换为曲轴的机械能。

2）机构的概念

从运动学角度看，机器是由若干机构组成。机构是用来把一个或几个物体的运动转换成其他物件所需运动的物体系统。

同时具有上述三个特征的为机器。若只具有前两个特征的，则称为机构，即机构也是若干实物的人为组合，且其各部分之间具有确定的相对运动。在内燃机中，活塞（看作滑块）、连杆、曲轴和气缸组成一个曲柄滑块机构，它可将活塞的往复移动转变为曲柄的连续转动，但不涉及转换机械能和完成有用功，所以它们不是机器，而是机构或构件。

习惯上，人们将机器和机构统称为机械。

机械设备通常是由一个或几个基本机构所组成。常用机构的种类并不多，如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。

图14.1　内燃机剖面图

1—气缸；2—活塞；3—进气阀；4—排气阀；5—连杆；6—曲轴；7—凸轮；8—顶杆；9—齿轮；10—齿轮

图14.2　连杆

1—连杆体；2—连接螺栓；3—连杆盖

3）构件与零件

从结构上看，机器又是由若干构件和零件组成的。组成机构的各个相对运动单元称为构件。构件可以是单一的整体，也可以是几个零件组成的刚性联结体。如图14.2所示的内燃机连杆由连杆体、连接螺栓、连杆盖等零件组成，这些零件形成一个整体进行运动，所以称为一个构件。

可见，构件是运动单元，而零件是不能再划分的制造单元。

任何机器或机械都是由许许多多的机械零件组成的，机械中的零件可分为两类：一类是各种机器中经常遇到的零件称为通用零件，如齿轮、轴、轴承等；另一类是只适用于特定机械的零件称为专用零件，如内燃机中的活塞、汽轮机的叶片等。

有时，将为完成同一使命在结构上组合在一起的、一套协同工作的几个零件总称为部件，如联轴器、减速器等。