0.2 机械设计研究的对象

如图0-3所示的单缸四冲程内燃机，由气缸体1、活塞2、进气阀3、排气阀4、连杆5、曲轴6、凸轮7、顶杆8、齿轮9和齿轮10等组成。燃气推动活塞往复运动，经连杆转变为曲轴连续的转动，通过齿轮间的啮合，将曲轴的运动传给凸轮轴，凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀，分别控制进气和排气，将燃气的热能转换成曲轴转动的机械能。

又如，全自动洗衣机主要由机体、电动机、叶轮和控制电路组成。当接通电源后，操作控制按钮，驱动电动机经带传动使叶轮回转，搅动洗涤液实现洗涤。一旦设置好程序，全自动洗衣机就会自动完成洗涤、清洗、甩干等洗衣的全过程。

内燃机和洗衣机都叫机器，机器的种类多种多样，它们的结构、用途各不相同，但它们都是由各种机构组合而成的。

机构是指能实现运动的传递或变换的系统，如内燃机中的活塞、连杆、曲轴和气缸体组成的连杆机构将活塞的移动转换成曲轴的转动；由凸轮、顶杆和气缸体组成的凸轮机构将凸轮的转动转换成顶杆的移动；由一对齿轮和气缸体组成的齿轮机构将曲轴的转动传给凸轮轴并可改变转速的大小和方向。而由一个或多个机构组成的机器不仅能变换运动，还能变换机械能或完成有用的功。

随着科学技术的发展，机械的含义已突破了传统的概念，它不仅能传递运动和动力，而且能传递信息；不仅能代替人的体力劳动，还能代替人的脑力劳动，如智能机器人、电子计算机等。机构也不仅仅由刚体组成，气体或液体也可参与运动的传递或变化。

机械中不可拆卸的基本单元称为零件，如齿轮、轴、凸轮等，它是制造的单元体。机械中的运动单元称为构件，它可以是一个零件，也可以由几个无相对运动的零件组成，如连杆由连杆头、连杆体、螺栓和螺母等组成，如图0-4所示。机械中由若干个零件装配而成，能完成特定任务的一个独立组成部分叫部件，它可以是一个构件（如连杆），也可以由多个构件组成（如轴承、联轴器等）。若干个部件根据功能不同又可组成机器的原动部分、传动部分、执行部分及控制部分，从而组成一台完整的机器。

图0-3 单缸四冲程内燃机

图0-4 连杆

1—连杆体 2—螺栓 3—螺母 4—连杆头

机器的种类繁多，但组成机器的机构种类却是有限的，因此，以各种机械中的常用机构（如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）以及通用零部件（如螺钉、齿轮、带、轴承等）作为研究对象建立分析及设计的一般方法，可为各类具体机器的研究打下基础。