Понимание машины

Машина — это устройство с механическим, электрическим или электронным управлением для выполнения задачи. Любая физическая система, обладающая упорядоченными структурными и функциональными характеристиками, является машиной. Это может быть молекулярная машина или искусственное устройство, использующее энергию для приложения сил и управления движением.

Итак, в этой статье будут рассмотрены ответы на следующие вопросы:

• Что такое машина?
• Как работает машина?
• Каков механизм машины?

Давайте погрузимся!

Что такое машина?

Любая физическая система, обладающая упорядоченными структурными и функциональными характеристиками, является машиной. Это может быть молекулярная машина или искусственное устройство, использующее энергию для приложения сил и управления движением.

Машина — это инструмент с определенной функцией, который поддерживает или заменяет человеческий или животный труд для выполнения физических задач. Эта большая группа включает в себя как базовые механические системы, такие как современный автомобиль, так и более сложные, такие как наклонная плоскость, рычаг, клин, колесо и ось, шкив и винт (вместе называемые «простыми механизмами»).

Машины могут приводиться в движение людьми и животными, ветром и водой, химической, тепловой или электрической энергией, а также другими природными силами. У них также есть система механизмов, которые формируют входной сигнал исполнительного механизма для создания определенного приложения выходных сил и движения. Они также могут включать в себя механические системы, также известные как компьютеры и датчики, которые отслеживают действия и координируют движения.

Шесть основных механизмов, которые перемещают груз, были идентифицированы естествоиспытателями эпохи Возрождения как простые машины. Они также рассчитали механическое преимущество или отношение выходной силы к входной силе. Современные машины представляют собой сложные системы, состоящие из структурных частей, рабочих механизмов, элементов управления и удобных интерфейсов.

Примерами могут служить самые разные транспортные средства, такие как автомобили, лодки и самолеты, а также бытовая и офисная техника, такая как компьютеры и системы обработки воды и воздуха для зданий, сельскохозяйственная техника, станки, а также системы автоматизации производства и роботы. .

Как работает машина?

Роль машины может заключаться в простом изменении и передаче сил и движений, а может заключаться в преобразовании химической, тепловой, электрической или ядерной энергии в механическую или наоборот. Каждая машина имеет вход, выход, а также устройство для преобразования, модификации и передачи информации.

Первичные двигатели — это устройства, которые преобразуют энергию, которую они получают из природного источника, в механическую энергию, такую ​​как потоки воздуха, движущаяся вода, уголь, нефть или уран. К первичным двигателям относятся паровые двигатели, двигатели внутреннего сгорания, турбины, ветряные мельницы, водяные колеса и паровые двигатели.

Эти машины имеют переменные входы, а их выходы часто представляют собой вращающиеся валы, которые можно использовать в качестве входов для других машин, таких как воздушные компрессоры, гидравлические насосы или генераторы электроэнергии. Поскольку все их электрические, гидравлические и пневматические выходы энергии используются в качестве входных сигналов для электрических, гидравлических или пневматических двигателей, все три последних устройства можно отнести к категории генераторов.

Эти двигатели можно использовать для питания ряда устройств, включая швейные и стиральные машины, а также оборудование для обработки материалов, упаковки или транспортировки. К операторам относятся все вышеперечисленные машины, а также любые машины, не являющиеся первичными двигателями, генераторами или двигателями. Кроме того, в эту категорию попадают все устройства с ручным управлением любого типа, включая калькуляторы и пишущие машинки.

Машины всех категорий иногда могут быть объединены в одну единицу. Например, в дизель-электрическом локомотиве дизельный двигатель служит основной силовой установкой, приводя в действие как электрический генератор, так и двигатели, вращающие колеса.

Что такое механизм машины?

Согласно определению, машина передает и изменяет как силы, так и движения. Механизм машины относится к тому, как ее компоненты взаимодействуют и управляются для преобразования определенного входного движения в желаемое выходное движение. В поршневом двигателе поршень, шатун и коленчатый вал составляют механизм, преобразующий прямолинейное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Хотя в работе машины участвуют как силы, так и движения, одной из ее основных функций может быть либо усиление силы, либо модификация движения. Коробка передач обычно используется в качестве редуктора скорости, тогда как рычаг существенно увеличивает усилие. Однако движения и силы машины всегда обратно пропорциональны и взаимозависимы. На рычаге сила на выходе превышает силу на входе, но движение на выходе меньше движения на входе.

Аналогично этому, выходная скорость редуктора ниже, чем его входная скорость, но его выходной крутящий момент выше, чем его входной крутящий момент. В то время как потеря в движении сопровождается увеличением крутящего момента во втором сценарии, увеличение силы сопровождается потерей в движении в первом сценарии.

Хотя можно определить основную цель некоторых машин, было бы трудно классифицировать все машины как модификаторы силы или модификаторы движения; некоторые устройства подходят под обе категории. Однако все машины должны изменять движение, поскольку, если части механического устройства неподвижны, это просто структура, а не машина.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать о машине:

Вкратце

И силы, и движения передаются и изменяются машиной. Механизм машины описывает, как ее части работают вместе и предназначены для преобразования определенного входного движения в требуемое выходное движение.

Механизм, преобразующий прямолинейное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала в поршневом двигателе, состоит из поршня, шатуна и коленчатого вала. Машина – это инструмент с определенной функцией, который поддерживает или заменяет человеческий или животный труд для выполнения физических задач.

Это все, что касается этой статьи, в которой даны ответы на следующие вопросы:

• Что такое машина?
• Как работает машина?
• Каков механизм машины?

Надеюсь, вы многому научились из прочитанного, если да, поделитесь с другими. Спасибо за внимание, увидимся!