机械设计基础课程研究对象的概括分析

本课程的研究对象是机械，研究有关机械的基本理论问题，如机械系统设计及机械零部件设计的方法和原理。

机械是一切具有确定的运动系统的机器和机构的总称。机械（machine）这个词源自于希腊语Mechine及拉丁文Machina，英国机械学家威利斯（R.Willis）在其《机构学原理》中对机械所给的定义是：“任何机械都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成，使其中一个构件运动，其余构件将发生一定的运动，这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”德国机械学家勒洛（F.Reuleaux）在其《理论运动学》中对机械的定义为：“机械是多个具有抵抗力之物体的组合体，其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功，同时伴随着一定的确定运动。”

机器是根据某种使用要求而设计的机械系统，可以用来变换或传递能量、物料与信息。比如，电动机、内燃机用来变换能量；机床用来变换物料的状态；汽车、起重机用来传递物料；计算机用来变换信息。从能量角度定义，机器为利用或转换机械能的装置，将其他形式的能量转换为机械能的称为原动机，如内燃机、蒸汽机，电动机等；利用机械能来做有用功的称为工作机，如各种机床、起重机、压缩机等。

机器贯穿在人类历史的全过程中，但是近代真正意义上的机器，却是在西方工业革命后才逐步被发明出来。机器是人们改造世界和现代化生活的重要工具，机器的发明、使用和发展是现代社会发展的一个重要创新过程。在这一创新过程中，人们总结出了进行机械设计的理论与方法，从而为更高层次的创新与设计奠定了基础。

机构是现代机械系统的骨架，是在系统中用来传递运动和力，或改变运动形式的机械装置。机构一般为由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。按组成的各构件间相对运动的不同，机构可分为平面机构（如平面连杆机构、圆柱齿轮机构等）和空间机构（如空间连杆机构、蜗轮蜗杆机构等）；按运动副类别可分为低副机构（如连杆机构等）和高副机构（如凸轮机构等）；按结构特征可分为连杆机构、齿轮机构、斜面机构、棘轮机构等；按所转换的运动或力的特征可分为匀速和非匀速转动机构、直线运动机构、换向机构、间歇运动机构等；按功用可分为安全保险机构、联锁机构、擒纵机构等。(www.xing528.com)

一台机器可能是由一种机构组成，也可能是由若干种机构组成，它们按一定的规律相互协调配合，通过有序的运动和动力的传递与变换来完成预期的功能。构件是组成机构的基本要素之一，而构件可以由一个或多个零件刚性连接作为一个整体运动，如图1.1所示。因此，从运动的角度看，任何机器都是由若干个构件组成的。同时也可看出，机器是由许多零件、部件组成的一个整体。构件是机器中的独立运动单元，零件则是机器中的独立制造单元。

图1.1　连杆的组成

零件可分为通用零件和专用零件，通用零件是大多数机械经常使用的零件，如螺纹、齿轮、链条、轴承等；专用零件是指某种特殊机械上专门使用的零件，如内燃机曲轴、螺旋桨、犁铧、枪栓等。部件是指为完成同一功能在结构上组合在一起并协调工作的零件，如滚动轴承。