機械を理解する

機械は、タスクを実行するための機械的、電気的、または電子的に操作されるデバイスです。構造的および機能的特性を備えた物理システムはすべて機械です。力を使って力を加え、動作を制御する分子機械または人工装置である可能性があります。

さて、この記事では、次の質問に対する回答について説明します:

• 機械とは?
• 機械はどのように機能しますか?
• 機械の仕組みは何ですか?

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機械とは?

構造的および機能的特性を備えた物理システムはすべて機械です。力を使って力を加え、動作を制御する分子機械または人工装置である可能性があります。

機械とは、肉体的な作業を完了するために人間または動物の労働を支援または代替する特定の機能を備えたツールです。この大きなグループには、現在の自動車のような基本的な機械システムと、インクラインド プレーン、てこ、くさび、車輪と車軸、滑車、ねじなどのより複雑な機械システム (まとめて「単純な機械」として知られている) の両方が含まれます。

機械は、人間や動物、風や水、化学エネルギー、熱エネルギー、電気エネルギー、その他の自然力によって推進することができます。また、アクチュエータの入力を整形して出力の力と動きの特定のアプリケーションを生成するメカニズムのシステムも備えています。また、アクティビティを追跡し、動きを調整するコンピューターやセンサーとも呼ばれる機械システムも含まれる場合があります。

負荷を動かす 6 つの基本的な機械は、ルネッサンスの自然哲学者によって単純な機械として識別されました。彼らはまた、機械的優位性、つまり入力力に対する出力力の比率を計算しました。現代の機械は、構造部品、作動メカニズム、制御部品、ユーザーフレンドリーなインターフェースで構成される複雑なシステムです。

自動車、ボート、飛行機などの多種多様な乗り物や、建物、農業機械、工作機械、工場自動化システムやロボット用のコンピューターや水と空気の処理システムなどの家庭用およびオフィス用機器がその例です。 .

機械はどのように機能しますか?

機械の役割は、力や運動を変更して伝達するだけの単純な場合もあれば、化学、熱、電気、または核エネルギーを機械エネルギーに、またはその逆に変換することも含まれる場合があります。すべてのマシンには、情報を変換、変更、および伝達するための入力、出力、およびデバイスがあります。

原動機は、自然源から受け取ったエネルギーを気流、水の流れ、石炭、石油、ウランなどの機械的エネルギーに変換する装置です。原動機には、蒸気機関、内燃機関、タービン、風車、水車、蒸気機関などがあります。

これらの機械には可変入力があり、その出力は多くの場合回転シャフトであり、空気圧縮機、油圧ポンプ、発電機などの他の機械の入力として利用できます。それらの電気、油圧、および空気圧エネルギー出力はすべて、電気、油圧、またはエア モーターへの入力として使用されるため、後者の 3 つのデバイスはすべて発電機として分類できます。

これらのモーターは、ミシンや洗濯機、材料加工、包装、輸送用の機器など、さまざまなデバイスに電力を供給するために使用できます。オペレーターには、上記のすべての機械と、原動機、発電機、モーター以外の機械が含まれます。さらに、電卓やタイプライターなど、あらゆる種類の手動操作デバイスはすべて、このカテゴリに分類されます。

すべてのカテゴリのマシンが 1 つのユニットに組み込まれることがあります。たとえば、ディーゼル電気機関車では、ディーゼル エンジンが主な推進システムとして機能し、発電機と車輪を回すモーターの両方に電力を供給します。

機械の仕組みは?

定義によれば、機械は力と運動の両方を伝達し、修正します。機械のメカニズムとは、そのコンポーネントがどのように相互作用し、特定の入力モーションを目的の出力モーションに変換するように誘導されるかを指します。レシプロ エンジンでは、ピストン、コネクティング ロッド、およびクランク シャフトが、ピストンの直線運動をクランク シャフトの回転運動に変換するメカニズムを構成します。

力と運動の両方が機械の動作に関与していますが、その主な機能の 1 つは、力の増幅または運動の修正のいずれかです。ギアボックスは通常、減速機として使用されますが、レバーは本質的に力を増加させます。ただし、機械の動きと力は常に反比例し、相互に依存しています。てこでは、出力力は入力力を上回りますが、出力運動は入力運動を下回ります。

これと同様に、ギア減速機の出力速度は入力速度よりも低くなりますが、出力トルクは入力トルクよりも高くなります。 2 番目のシナリオでは、運動の喪失はトルクの増加を伴いますが、最初のシナリオでは、力の増加は運動の喪失を伴います。

一部の機械の主な目的を特定することは可能ですが、すべての機械を力修正または運動修正のいずれかに分類することは困難です。一部のデバイスは、両方のカテゴリに当てはまります。ただし、機械装置の部品が動かない場合、それは単なる構造であり、機械ではないため、すべての機械はモーションを変更する必要があります。

以下のビデオでマシンについて学びましょう:

まとめ

力と運動の両方が機械によって伝達され、修正されます。機械のメカニズムは、その部品がどのように連携して動作するかを記述し、特定の入力モーションを必要な出力モーションに変換するように指示されます。

レシプロエンジンにおいて、ピストンの直線運動をクランクシャフトの回転運動に変換する機構は、ピストン、コネクティングロッド、クランクシャフトで構成されています。機械とは、肉体的な作業を完了するために人間または動物の労働を支援または代替する、特定の機能を備えたツールです。

この記事は以上で、次の質問に回答します:

• 機械とは?
• 機械はどのように機能しますか?
• 機械の仕組みは何ですか?

読書から多くのことを学べることを願っています。そうであれば、親切に他の人と共有してください。読んでくれてありがとう。また会いましょう!