机器

本文解释了什么是机器。所以你会发现机器的含义、机器的部件是什么以及机器有哪些不同类型。

什么是机器?

机器是执行特定动作的机械系统。也就是说,机器是由一组组合机械元件组成的装置,其操作有利于完成工作。

例如,液压机是一种用于压缩不同类型的材料并将其压实的机器。因此,使用这台机器,您可以完成人力无法完成的工作。

机器

机器运行所需的能量可以有不同类型:机械能、化学能、热能等。尽管目前绝大多数机器从电动机获取能量。

区分机器的概念和机器的概念很重要。机器是执行某项操作的单个设备,而术语“机械”是指用于同一目的的一组机器。

机器零件

机器由以下元件组成:

  • 机构:机器的所有部件,将提供的能量转化为机器设计的功。
  • 电机:这是机器的一部分,提供完成工作所需的能量。
  • 结构(或底盘) :这是机器的一部分,支撑机器的所有其他组件。
  • 外壳:这是机器中保护设备的部分。它通常具有特定于机器的形状,以便于其使用并允许其连接到其他元件。
  • 安全组件:这些机器部件无助于实现机器的目的,但其目的是保护使用机器的人员。
  • 电子电路:帮助机器运行的一组电缆、传感器和电气设备。
  • 指示器和屏幕:一些机器具有指示器或屏幕来与用户交互并警告他们错误或某些情况。

机器类型

根据机器实现其目的所需的步骤数,机器被分为简单机器和复合机器。

  • 简单机器:一步完成工作的机器。因此,这种类型的机器的操作很简单,即使它们可能包括多个机械元件。例如:杠杆、滑轮、楔子。
  • 复合机:需要几个步骤才能实现其用途的机器。复合机械是由若干个简单机械串联而成。例如:自行车、起重机、手表。

另一方面,机器也可以根据其运行是否需要电力来分类:

  • 手动机器:此类机器的机构是推动操作的,因此必须向机器施加力才能工作。例如:杠杆、滑轮系统、楔子。
  • 电机:机器需要电流才能运行。电力可以通过外部电源或电池产生。这些类型的机器通常有内置电机,这使得它们噪音更大。例如:电脑、电视。

简易机器

简单机器是一种可以改变力的大小或方向的机器。简单地说,简单机器是一种用于以更省力或更舒适地施力的机械装置。

例如,杠杆是一个简单的机器。杠杆是一种简单的机器,因为它可以让您用比没有杠杆举起重物时少得多的力来举起它。

简而言之,简单机器可以定义为提供机械优势的最简单机构。

了解更多:简单机器

复合机

复合机又称复合机,是由一组简单机械组成的机器。简单地说,复合机械就是将几种简单机械串联起来的机械装置。

复合机器用于实现更大的机械优势。通过将几个简单的机器组合在一起,可以获得更高的合力,从而更容易搬运重物。

因此,复合机器的操作涉及串联组合多个简单机器,使得一个简单机器提供的合力启动下一个简单机器。因此,用户只需付出必要的努力来激活第一台简单机器。

了解更多:复合机

机器的机械优势

机器的机械效益是一个参数,显示施加到机器上的力被放大了多少。因此,机械优势表示输入力和输出力之间的关系。

从数学上讲,机器的机械效益定义为合力与施加力的比率。

VM=\cfrac{F_r}{F_a}

机械效益也可以通过将施加的力的速度除以负载移动的速度来计算。同样,该表达式也等于施加力点的位移除以载荷的位移:

VM=\cfrac{F_r}{F_a}=\cfrac{v_a}{v_r}=\cfrac{d_a}{d_r}

那么,根据机械效益公式,可以推导出以下关系:

  • VM>1 :产生的力大于施加的力,因此机器增加力的大小。另一方面,负载行进的距离小于施加力的点行进的距离。
  • VM<1 :合力小于施加的力,因此机器减小力值。然而,我们获得的负载位移大于力施加点处产生的位移。
  • VM=1 :机器的合力等于施加在其上的力。负载的位移和力的作用点也相同。尽管这些类型的机械机器不提供机械优势,但它们通常用于以更舒适的方式进行肌肉强化。例如,一个简单的滑轮允许向下的力来提升重物,从而更容易提升负载。

机器及机构

最后,我们将更深入地探讨机器和机构之间的区别,因为它们是两个经常混淆的概念。

机构是一组机械元件,可以让人类更轻松、更舒适地完成工作。

所以,机构是执行机器动作的部分,也就是说,机器的机构是组合起来做功的一组零件。

然而,一台机器是由多个部件组成的。因此,该机构是机器的另一部分。

简而言之,机器的概念包含了机构的概念,但其含义并不相同,因为机器通常由多个部件组成。

了解更多:什么是机制?

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