0.2 機械設計研究的對象

如圖0-3所示的單缸四沖程內燃機，由氣缸體1、活塞2、進氣閥3、排氣閥4、連桿5、曲軸6、凸輪7、頂桿8、齒輪9和齒輪10等組成。燃氣推動活塞往復運動，經連桿轉變為曲軸連續的轉動，通過齒輪間的嚙合，將曲軸的運動傳給凸輪軸，凸輪和頂桿用來啟閉進氣閥和排氣閥，分別控制進氣和排氣，將燃氣的熱能轉換成曲軸轉動的機械能。

又如，全自動洗衣機主要由機體、電動機、葉輪和控制電路組成。當接通電源后，操作控制按鈕，驅動電動機經帶傳動使葉輪回轉，攪動洗滌液實現洗滌。一旦設置好程序，全自動洗衣機就會自動完成洗滌、清洗、甩干等洗衣的全過程。

內燃機和洗衣機都叫機器，機器的種類多種多樣，它們的結構、用途各不相同，但它們都是由各種機構組合而成的。

機構是指能實現運動的傳遞或變換的系統，如內燃機中的活塞、連桿、曲軸和氣缸體組成的連桿機構將活塞的移動轉換成曲軸的轉動；由凸輪、頂桿和氣缸體組成的凸輪機構將凸輪的轉動轉換成頂桿的移動；由一對齒輪和氣缸體組成的齒輪機構將曲軸的轉動傳給凸輪軸并可改變轉速的大小和方向。而由一個或多個機構組成的機器不僅能變換運動，還能變換機械能或完成有用的功。

隨著科學技術的發展，機械的含義已突破了傳統的概念，它不僅能傳遞運動和動力，而且能傳遞信息；不僅能代替人的體力勞動，還能代替人的腦力勞動，如智能機器人、電子計算機等。機構也不僅僅由剛體組成，氣體或液體也可參與運動的傳遞或變化。

機械中不可拆卸的基本單元稱為零件，如齒輪、軸、凸輪等，它是制造的單元體。機械中的運動單元稱為構件，它可以是一個零件，也可以由幾個無相對運動的零件組成，如連桿由連桿頭、連桿體、螺栓和螺母等組成，如圖0-4所示。機械中由若干個零件裝配而成，能完成特定任務的一個獨立組成部分叫部件，它可以是一個構件（如連桿），也可以由多個構件組成（如軸承、聯軸器等）。若干個部件根據功能不同又可組成機器的原動部分、傳動部分、執行部分及控制部分，從而組成一臺完整的機器。

圖0-3 單缸四沖程內燃機

圖0-4 連桿

1—連桿體 2—螺栓 3—螺母 4—連桿頭

機器的種類繁多，但組成機器的機構種類卻是有限的，因此，以各種機械中的常用機構（如連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等）以及通用零部件（如螺釘、齒輪、帶、軸承等）作為研究對象建立分析及設計的一般方法，可為各類具體機器的研究打下基礎。