1、燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan university第2章機械工程基礎2.1機械系統及其功能與組成機械系統及其功能與組成2.2機器的結構機器的結構2.3工程材料工程材料2.4零件的種類及表面組成零件的種類及表面組成2.5零件的互換性與公差零件的互換性與公差燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan university2.1 機械系統及其功能與組成機械系統及其功能與組成 機械系統：機械系統：由若干零部件根據一定的功能要求和結構形式組由若干零部件根據一定的功能要求和

2、結構形式組成的有機整體。成的有機整體。2.1.1 機機械系統械系統系統：系統：由相互關聯、相互制約、相互影響的元素所組成的整體。由相互關聯、相互制約、相互影響的元素所組成的整體。 系統概念范圍很大：大到天體系統，小到微觀系統；系統概念范圍很大：大到天體系統，小到微觀系統； 系統包括：物理系統；社會系統。系統包括：物理系統；社會系統。 燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan university機械系統實例機械系統實例燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan univer

3、sity機械系統實例機械系統實例燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan university機械系統實例機械系統實例燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan university機器：機器：執(zhí)行機械運動的裝置，用來轉換或傳遞能量、物料或信執(zhí)行機械運動的裝置，用來轉換或傳遞能量、物料或信息。息。 機器的分類：力能機器機器的分類：力能機器 工作工作( (或工藝或工藝) )機器機器 信息機器信息機器 機器的特征：機器的特征： 人為的實物組合體。人為的實物組合體。 各實體之間具

4、有確定的相對運動。各實體之間具有確定的相對運動。 能夠完成能量、物料、信息的傳遞與轉換。能夠完成能量、物料、信息的傳遞與轉換。2.1.2 機器的功能與性能機器的功能與性能燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan university機器的基本功能：機器的基本功能：一臺機器可能是由一種機構組成，也可能是由一臺機器可能是由一種機構組成，也可能是由若干種機構組成，它們按一定的規(guī)律相互協調配合，通過有序的若干種機構組成，它們按一定的規(guī)律相互協調配合，通過有序的運動和動力的傳遞與轉換來完成預期的功能。運動和動力的傳遞與轉換來完成預期的功能。任

5、何產品的出現都是以社會需要為前提的。任何產品的出現都是以社會需要為前提的。無需要就無市場，產品也就喪失了存在的價值。無需要就無市場，產品也就喪失了存在的價值。所謂的需要，就是功能的需要。所謂的需要，就是功能的需要。功能是產品使用中表現出來的具體功用。功能是產品使用中表現出來的具體功用。機器的功能機器的功能功能：功能：產品使用過程中表現出來的具體功用。產品使用過程中表現出來的具體功用。功能是系統必須實現的任務；每個系統都有自己的功能，例如電功能是系統必須實現的任務；每個系統都有自己的功能，例如電動機的功能是轉換能量。動機的功能是轉換能量。燕山大學機械工程學院school of mechanica

6、l engineering, yanshan university 在各功能中，基本功能是必須保證的功能，是在設計中不能在各功能中，基本功能是必須保證的功能，是在設計中不能改變的功能。改變的功能。 附加功能可以隨技術條件或結構方式的改變而改變或取舍。附加功能可以隨技術條件或結構方式的改變而改變或取舍。 非必要功能是設計者主觀加上去的，可有可無的。非必要功能是設計者主觀加上去的，可有可無的。 機器的功能總是以成本為代價的。機器的功能總是以成本為代價的。機器功能分類機器功能分類燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan universit

7、y基本功能：基本功能：洗滌功能；漂洗功能；脫水功能；自動程序控制功能。洗滌功能；漂洗功能；脫水功能；自動程序控制功能。附加功能：附加功能：洗滌用水加熱功能。洗滌用水加熱功能。 附加功能不會影響產品的正常使用，但可以改善產品性能。附加功能不會影響產品的正常使用，但可以改善產品性能。例如：洗衣機功能分析例如：洗衣機功能分析燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan university機器的規(guī)格機器的規(guī)格規(guī)格：規(guī)格：產品適合的工作能力與范圍。產品適合的工作能力與范圍。規(guī)格反映了產品工作能力與工作范圍。規(guī)格反映了產品工作能力與工作范圍。例如

8、，載貨汽車分為：重型車、中型車、輕型車、微型車。例如，載貨汽車分為：重型車、中型車、輕型車、微型車。重型車可一次運載重型車可一次運載10t10t、20t20t或更重的貨物；或更重的貨物；微型車最大載重一般不超過微型車最大載重一般不超過1t1t。對于不同規(guī)格的汽車，汽車體積、質量、結構和價格都會有很大差對于不同規(guī)格的汽車，汽車體積、質量、結構和價格都會有很大差別。別。用戶購買機器設備時，必須首先明確設備的規(guī)格和工作能力范圍，用戶購買機器設備時，必須首先明確設備的規(guī)格和工作能力范圍，如果選擇的規(guī)格超過了使用需要，出現如果選擇的規(guī)格超過了使用需要，出現“大馬拉小車大馬拉小車”的問題，必的問題，必然會

9、增加購置成本和使用成本；如果選擇的規(guī)格小于使用范圍，則然會增加購置成本和使用成本；如果選擇的規(guī)格小于使用范圍，則有些工作不能在這臺設備上完成，會給用戶帶來損失。因此，了解有些工作不能在這臺設備上完成，會給用戶帶來損失。因此，了解機器，不能忽視它們在規(guī)格上的差異。機器，不能忽視它們在規(guī)格上的差異。燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan university機器的性能機器的性能性能：性能：產品工作能力與工作質量方面的差異。產品工作能力與工作質量方面的差異。經常用一系列技術指標表示機器的性能；經常用一系列技術指標表示機器的性能；設備的規(guī)

10、格也是工作能力的一種；設備的規(guī)格也是工作能力的一種；機器工作時可以提供的功率、力、速度、尺寸范圍都反映了機機器工作時可以提供的功率、力、速度、尺寸范圍都反映了機器設備的工作能力。器設備的工作能力。燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan university2.1.3 機器的組成機器的組成機器組成：機器組成：包括動力系統、傳動系統、執(zhí)行系統和輔助控制系統。包括動力系統、傳動系統、執(zhí)行系統和輔助控制系統。 牛頭刨床牛頭刨床燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan unive

11、rsity動力系統動力系統動力系統：動力系統：為機械系統正常工作提供動力源、實現能量轉換的原為機械系統正常工作提供動力源、實現能量轉換的原動機（或動力機）及其配套裝置。動機（或動力機）及其配套裝置。動力機分類：動力機分類：一次動力機；二次動力機。一次動力機；二次動力機。一次動力機：一次動力機：把自然界的能源把自然界的能源( (一次能源一次能源) )直接轉變?yōu)闄C械能的機直接轉變?yōu)闄C械能的機械，如內燃機、汽輪機、燃氣輪機等。械，如內燃機、汽輪機、燃氣輪機等。 以一次動力機為動力源的機器比較多，比如汽車、飛機、輪以一次動力機為動力源的機器比較多，比如汽車、飛機、輪船、潛艇等。其中，內燃機廣泛用于各種

12、車輛、船舶、農業(yè)機械、船、潛艇等。其中，內燃機廣泛用于各種車輛、船舶、農業(yè)機械、工程機械等移動作業(yè)機械；汽輪機、燃氣輪機多用于大功率高速工程機械等移動作業(yè)機械；汽輪機、燃氣輪機多用于大功率高速驅動的機械。驅動的機械。二次動力機二次動力機：把二次能源：把二次能源( (電能電能) )或由電能產生的液壓能、氣壓能或由電能產生的液壓能、氣壓能轉變?yōu)闄C械能的機械，如電動機、液壓馬達、氣動馬達等。轉變?yōu)闄C械能的機械，如電動機、液壓馬達、氣動馬達等。 二次動力機在各類機械中都有廣泛應用，其中尤以電動機應二次動力機在各類機械中都有廣泛應用，其中尤以電動機應用更為普遍。例如，各種類型的機床、洗衣機、電風扇、水泵

13、、用更為普遍。例如，各種類型的機床、洗衣機、電風扇、水泵、油泵等。油泵等。燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan university一次動力機：一次動力機：內燃機汽輪機二次動力機：二次動力機：電動機液壓馬達動力系統實例動力系統實例燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan university傳動系統：傳動系統：把動力機的動力和運動傳遞給功能執(zhí)行系統的中間裝把動力機的動力和運動傳遞給功能執(zhí)行系統的中間裝置，是連接動力系統和功能執(zhí)行系統的置，是連接動力系統和功能執(zhí)行系統的

14、“橋梁橋梁”。分類分類（按工作原理）：按工作原理）：機械傳動、液壓傳動、氣壓傳動、機械傳動、液壓傳動、氣壓傳動、 電磁傳動。電磁傳動。傳動系統傳動系統傳動系統的功能傳動系統的功能: (1): (1)減速或增速；減速或增速；(2)(2)變速；變速；(3)(3)改變運動規(guī)律改變運動規(guī)律 或形式；或形式；(4)(4)傳遞動力。傳遞動力。燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan university執(zhí)行系統執(zhí)行系統執(zhí)行系統：執(zhí)行系統：直接用來完成各種工藝動作或生產過程的裝置。直接用來完成各種工藝動作或生產過程的裝置。 執(zhí)行系統也稱為工作機。

15、執(zhí)行系統也稱為工作機。執(zhí)行系統一般置于機械系統末端，直接與作業(yè)對象接觸，是整個執(zhí)行系統一般置于機械系統末端，直接與作業(yè)對象接觸，是整個機械系統的輸出部分。機械系統的輸出部分。1 1）執(zhí)行機構的作用是輸出運動和動力；）執(zhí)行機構的作用是輸出運動和動力；2 2）多個執(zhí)行機構可協調動作；）多個執(zhí)行機構可協調動作；3 3）執(zhí)行系統的工作性能決定整個系統的性能。）執(zhí)行系統的工作性能決定整個系統的性能。燕山大學機械工程學院school of mechanical engineering, yanshan university 輔助和控制系統常由各種機械、液壓、氣動、電氣、工業(yè)微輔助和控制系統常由各種機械、液壓、氣動、電氣、工業(yè)微機等控制裝置組成。機等控制裝置組成。操作和控制系統操作和控制系統操作和控制系統操作和控制系統 ：保證機械系統各組成部分協調運行，準確可靠：保證機械系統各組成部分協調運行，準確可靠地完成整機功能的裝置。地完成整機功能的裝置。 輔助控制系統的功能是控制或操