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　　機(jī)器的組成與結(jié)構(gòu)是什么？

功能與性能的實(shí)現(xiàn)是靠機(jī)器的結(jié)構(gòu)來(lái)保證的，機(jī)器的種類很多，其結(jié)構(gòu)也不盡相同。但任何一個(gè)機(jī)器從功能的角度來(lái)看都可以分為動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、操縱和控制系統(tǒng)，如圖1-21所示，另外還有支承系統(tǒng)和潤(rùn)滑、冷卻與密封系統(tǒng)。

圖1-21　機(jī)器的功能組成
1　動(dòng)力系統(tǒng)
動(dòng)力系統(tǒng)包括動(dòng)力機(jī)及其配套裝置，是整個(gè)機(jī)器工作的動(dòng)力源，如圖1-20自動(dòng)洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)。按能量轉(zhuǎn)換性質(zhì)的不同，動(dòng)力機(jī)可分為一次動(dòng)力機(jī)和二次動(dòng)力機(jī)。
一次動(dòng)力機(jī)是把自然界的能源（一次能源）直接轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)械，如內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等，其中內(nèi)燃機(jī)廣泛用于各種車輛、船舶、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械等移動(dòng)作業(yè)機(jī)械，汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)多用于大功率高速驅(qū)動(dòng)的機(jī)械。以一次動(dòng)力機(jī)為動(dòng)力源的機(jī)器比較多，比如汽車、飛機(jī)、輪船、潛艇等都是以一次動(dòng)力機(jī)為動(dòng)力源的。
二次動(dòng)力機(jī)是把二次能源（電能）或由電能產(chǎn)生的液能、氣能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)械，如電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)等。它們?cè)诟黝悪C(jī)械中都有廣泛應(yīng)用，其中尤以電動(dòng)機(jī)應(yīng)用更為普遍。比如，各種類型的機(jī)床、洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、水泵、油泵等，都是以二次動(dòng)力機(jī)作為機(jī)器的動(dòng)力源的。
由于經(jīng)濟(jì)上的原因，動(dòng)力機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)通常為連續(xù)的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
2　傳動(dòng)系統(tǒng)
傳動(dòng)系統(tǒng)是把動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)的中間裝置，是連接動(dòng)力系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)的“橋梁”。如圖1-20洗衣機(jī)要將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)皮帶輪和減速器傳遞給波輪，驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)工a686964616fe58685e5aeb作。機(jī)械的種類繁多，用途也各種各樣，各種機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)千變?nèi)f化，但通常包括下列幾個(gè)組成部分：變速裝置、啟停和換向裝置、制動(dòng)裝置及安全保護(hù)裝置等。
傳動(dòng)系統(tǒng)有下列主要功能：
（1）變速，當(dāng)用動(dòng)力機(jī)進(jìn)行變速不經(jīng)濟(jì)、不可能或不能滿足要求時(shí)，通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)行變速（有級(jí)或無(wú)級(jí)），把動(dòng)力機(jī)的速度降低或增高，以滿足執(zhí)行系統(tǒng)多種速度的要求。
（2）改變運(yùn)動(dòng)規(guī)律或形式，把動(dòng)力機(jī)輸出的均勻連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榘茨撤N規(guī)律變化的旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。之所以要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)形式的改變，是因?yàn)橛性S多機(jī)械需要直線移動(dòng)、擺動(dòng)、間歇旋轉(zhuǎn)等其他的非連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
3　執(zhí)行系統(tǒng)
執(zhí)行系統(tǒng)由執(zhí)行構(gòu)件和與其相連的執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，是直接完成機(jī)器工作任務(wù)的部分，常出現(xiàn)在機(jī)械系統(tǒng)的末端，直接與作業(yè)對(duì)象接觸，如洗衣機(jī)的波輪、汽車車輪、機(jī)器人的抓取機(jī)構(gòu)等。通過(guò)它們完成機(jī)器預(yù)定的功能，因此是直接影響機(jī)器工作質(zhì)量的重要部分。例如，為了提高洗衣機(jī)洗凈衣服的效果，對(duì)作為執(zhí)行構(gòu)件的波輪，不同的廠家開(kāi)發(fā)了“棒式波輪”、“碟形波輪”、“凸形波輪”、“偏心波輪”等多種形式。機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是抓取機(jī)構(gòu)，為了能可靠抓起不同形狀的物體，抓取機(jī)構(gòu)有各種結(jié)構(gòu)形式。
執(zhí)行系統(tǒng)有下列主要特點(diǎn)：
（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用是傳遞和變換運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力，即把傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞過(guò)來(lái)的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換，以滿足執(zhí)行部件的要求。
（2）執(zhí)行機(jī)構(gòu)變換運(yùn)動(dòng)，就其變換形式來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的有將轉(zhuǎn)動(dòng)變換為移動(dòng)或擺動(dòng)，或反之。就變換的節(jié)拍來(lái)看，則可將連續(xù)運(yùn)動(dòng)變換為不同形式的連續(xù)運(yùn)動(dòng)或間歇運(yùn)動(dòng)。
（3）執(zhí)行系統(tǒng)工作任務(wù)多種多樣，但歸納起來(lái)有以下幾種：夾持、搬運(yùn)、輸送、分度與轉(zhuǎn)位、檢測(cè)、施力。根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)工作要求，往往一個(gè)執(zhí)行系統(tǒng)需要具備多種功能要求。
（4）執(zhí)行系統(tǒng)通常處在機(jī)械系統(tǒng)的末端，直接與作業(yè)對(duì)象接觸，其輸出也是機(jī)械系統(tǒng)的主要輸出。因此，執(zhí)行系統(tǒng)工作性能的好壞，直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能，執(zhí)行系統(tǒng)除能滿足強(qiáng)度、剛度、壽命等要求外，還應(yīng)充分注意其運(yùn)動(dòng)精度和動(dòng)力學(xué)特性等要求。
4　操縱和控制系統(tǒng)
機(jī)械因人的需要而設(shè)計(jì)，為人所服務(wù)，必定要被人所控制，操縱和控制系統(tǒng)是使動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)彼此協(xié)調(diào)運(yùn)行，并準(zhǔn)確可靠地完成整機(jī)功能的裝置。它的功能是控制或操縱上述各系統(tǒng)的啟動(dòng)、離合、制動(dòng)、變速、換向或各部件間運(yùn)動(dòng)的先后次序、運(yùn)動(dòng)軌跡及行程等。
傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)通常是由接觸器、繼電器、按鈕開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、電磁鐵等傳統(tǒng)電氣部件組成。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)械朝著自動(dòng)化、精密化、智能化發(fā)展的趨勢(shì)不可阻擋，電腦控制的機(jī)電產(chǎn)品從生產(chǎn)機(jī)械（如數(shù)控機(jī)床）到家用電器越來(lái)越普遍。因此控制系統(tǒng)在整臺(tái)機(jī)器設(shè)備中的作用顯得日益重要，在整機(jī)成本中的份額也越來(lái)越大。圖1-20全自動(dòng)洗衣機(jī)中的程序控制器8，早期的方案多用“機(jī)械定時(shí)器”作為該控制器的基本結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)今的洗衣機(jī)更多采用電腦（微處理器）作為控制的核心。關(guān)于機(jī)械控制系統(tǒng)的詳細(xì)介紹，請(qǐng)參照第四章工程控制認(rèn)知。
5　支承系統(tǒng)
支承系統(tǒng)是總系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分。它主要包括底座、立柱、橫梁、箱體、工作臺(tái)和升降臺(tái)等，作用是支撐動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、操縱與控制系統(tǒng)，使它們保持各自正確的位置，并有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。機(jī)器設(shè)備的運(yùn)輸、安裝都離不開(kāi)支承系統(tǒng)，并往往占據(jù)了機(jī)器重量的大部分。如生活中常見(jiàn)摩托車的車架組成了該設(shè)備的支承系統(tǒng)，顯然是不可缺少的一個(gè)重要部分。
6　潤(rùn)滑、冷卻與密封系統(tǒng)
潤(rùn)滑與密封裝置的作用是降低摩擦；冷卻的作用是降低溫升。兩者的目的都是為了保證總系統(tǒng)及各子系統(tǒng)能在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)正常地工作和延長(zhǎng)使用壽命。
從上述分析可以看出，任何機(jī)械產(chǎn)品都離不開(kāi)機(jī)械系統(tǒng)，不論是汽車、飛機(jī)，還是機(jī)器人、加工中心這種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，都必須有機(jī)械系統(tǒng)。通常所指的加工中心也都是在機(jī)械系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，應(yīng)用相應(yīng)的控制理論和方法，結(jié)合電子及微電子技術(shù)，并采用測(cè)試、控制等電子集成元件，組成了比普通機(jī)床在某一方面或某幾方面技術(shù)指標(biāo)都有所提高的一種加工設(shè)備。
那么手機(jī)、電腦、打印機(jī)、傳真機(jī)、照相機(jī)等電子器械的組成又該如何劃分呢？請(qǐng)同學(xué)們思考。