机械工业为国民经济各个部门提供技术装备并促进技术改造，机械工业的制造水平是一个国家现代化水平的重要标志。随着科学技术和生产力的不断发展，机械设计科学也不断发展，其内容、要求、理论和手段等都在不断更新。设计不再仅仅是考虑构成产品的物质条件和满足功能需求，而是综合了经济、社会、环境、人机工程学等多种因素的系统设计。从设计内容上看，设计贯穿了产品从孕育到消亡的整个生命周期，涵盖了需求获取、概念设计、制造、技术设计、详细设计、工艺设计、营销设计及回收设计等设计活动，把实验、研究、设计、制造、安装、使用、维修作为一个整体进行规划。

机器是执行机械运动的装置，可以是将其它形式的能量变换为机械能（称为原动机），比如内燃机、电动机；也可以是利用机械能去变换或者传递能量、物料、信息等（称为工作机），比如发电机、起重机、录音机等。

机器的主体是由各种不同的机构组成，可以是一个机构，也可以是包含若干个机构。用来传递运动和力、以一个构件为机架、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统称为机构。一般情况下，为了传递运动和力，机构各构件间应具有确定的相对运动。以图1.1所示的单缸四冲程内燃机为例，活塞2、连杆5、曲轴6和汽缸体1组成了曲柄滑块机构，将活塞的往复运动变成了曲柄的连续运动。凸轮7、顶杆8和汽缸体1组成了凸轮机构，将凸轮轴的连续运动变为顶杆规律性的间歇运动。曲轴6和凸轮轴上的齿轮9、10等与汽缸体1组成齿轮机构，使两轴保持一定的速比。

图1.1   内燃机

从功能方面而言，一般的机器由原动件、传动装置、执行机构、控制系统和辅助系统等组成，如图1.2所示。原动件可以采用人力、蓄力、风力、液力、电力、热力、磁力以及压缩空气等作为动力源，而利用电力和热力的原动机（电动机和内燃机）使用最广泛。传动装置和执行机构由各种机构组成，是机器的主体，其中传动装置是在原动件与执行机构之间传递运动、转换运动方式的装置。控制系统包含计算机信息处理、传感器、电气装置以及液压、气动系统等，还包括各种控制装置。辅助系统包含空调、音响与视频系统等。

图1.2   机器的组成

机器与机构的区别在于：机构只是一个构件系统，只用于传递运动和力；机器除构件系统以外，还包含电气、液压等其它装置，除了传递运动和力，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。但是，仅从构件运动和受力情况分析，机器与机构并无差别，习惯上用“机械”作为机器和机构的总称。

构件是运动的单元。它可以是一个单一的整体，也可以是由几个零件组成，但零件之间没有相对运动，为刚性结构。零件是机器的制造单元。有些零件是在各种机器中常用的，称之为通用零件，如齿轮、螺栓、螺钉轴等；有些零件只有在特定的机器中才用到，称之为专用零件，如起重机吊钩、内燃机活塞等。部件是为完成同一任务在结构上组合在一起并协调工作的一组零件，如滚动轴承、联轴器等。通常对零件和部件往往不作严格区分，一般用“机械零件”常用来泛指零件和部件。

  任何机械都是由若干个零件组成，机器的性能好坏就取决于它的主要零件和关键零件的性能好坏。要想设计出好的机器，必须首先设计好它的零件。因此，机械零件的设计是机械设计的基础，是机械设计的重要组成部分。