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机器的组成及其特征
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图1-4所示单缸内燃机的构成,它是由气缸体1、活塞2、进气阀3、排气阀4、推杆5、凸轮6、连杆7、曲柄8和大小齿轮9,10等所组成的。内燃机工作时,气缸燃气推动活塞运动。活塞的上下往复移动通过连杆转变为曲轴的连续转动。凸轮和推杆是用来打开或关闭进气阀和排气阀的。为了保证曲轴每转两周,进、排气阀各开闭一次,在曲轴和凸轮之间安装了齿数比为1:2的一对齿轮。这样,当燃气推动活塞运动时,进、排气阀有规律地开闭,加上供给、点火系等装置的配合,把燃气的热能转换为曲轴转动的机械能。

图1-4 单缸内燃机构造
1— 气缸体 2—活塞 3—进气阀 4—排气阀 5—推杆
6—凸轮 7—连杆 8—曲柄9、10—大小齿轮
从以上例子分析,可以归纳成以下几点认识:
(1)一部机器就其功能来讲,一般都有下面三大基本组成部分:
1)动力部分 它是驱动整个机器完成预定功能的动力源,如汽车的发动机。各种机器广泛使用的动力源有电力、热力、液力、压缩气体、风力等。
2)执行部分 它是机器中直接完成工作任务的组成部分。如汽车的行驶系、内燃机的活塞、起动机的吊钩、机床的刀架等。
3)传动部分 它是机器中介于原动机和执行部分之间,用来完成运动形式、运动和动力参数转换的组成部分。利用它可以减速、增速、调速、改变转矩以及改变运动形式等,从而满足执行部分的各种要求。如汽车的传动系、内燃机的连杆、齿轮机构。常用的传动形式有机械传动、液压传动、气压传动、电动传动等。其中机械传动应用最广。
机械传动通常是通过各种传动机构(如连杆传动机构、凸轮传动机构、带传动、齿轮传动、间歇运动机构、起停和换向等装置)与各种零件(如轴、轴承、联轴器、螺栓及弹簧等)配合完成传动任务的。其运动特性通常用转速、速比、变速范围等参数表示;动力特性通常用功率、转矩、效率等表示。
以上三大部分中执行部分和传动部分是机器的主体。
此外,一部完整的机器一般还需要控制部分 它是使上述三个基本职能部分彼此协调运作,并准确、安全、可靠地完成整机功能的组成部分,如汽车的转向系、制动系,内燃机的凸轮配气机构等。它包括机械控制、电气控制、液压控制和气压控制系统等。
(2)任何机器都是由许多零件组合而成。根据机器的功能和结构要求,某些零件需刚性联结成一个整体,成为机器中运动的基本单元体,通常称为构件。零件是机器中最小的制造单元。为了结构和工艺的需要,构件既可以由若干个零件,也可以是独立运动的零件。
(3)机器除传递运动和动力外,还具有变换或传递能量、物料和信息的功能。机器具有以下三个特征:
1)机器是由多个构件组成的;
2)各构件间具有确定的相对运动,能够实现预期的机械运动;
3)能够完成有效的机械功或进行能量转换(如内燃机把热能转换成机械能)。

工程案例:


