▷ Mechanisch systeem

In dit artikel wordt uitgelegd wat mechanische systemen zijn. U vindt dus de betekenis van mechanisch systeem, voorbeelden van mechanische systemen en wat de verschillende soorten mechanische systemen zijn.

Wat is een mechanisch systeem?

Een mechanisch systeem is een reeks mechanische elementen die op een gecoördineerde manier werken om beweging of kracht te transformeren of over te brengen.

Met andere woorden, een mechanisch systeem dient om een beweging te vergroten of verkleinen of om een kracht te vergroten of te verkleinen. Voor de mens zijn mechanische systemen dus erg handig, omdat ze ons in staat stellen op een comfortabele manier een grote kracht uit te oefenen of een beweging te genereren die veel kracht vergt.

Een van de kenmerken van mechanische systemen is dat ze gemakkelijk te combineren zijn met andere soorten systemen. Een mechanisch systeem is bijvoorbeeld meestal verbonden met een elektrisch systeem om de beweging van een elektromotor te produceren.

Mechanische systemen bestaan uit verschillende massieve onderdelen. Elk onderdeel beweegt dus onder invloed van een kracht, zodat alle onderdelen samenwerken om het mechanische systeem een specifieke functie te laten vervullen.

Voorbeelden van mechanische systemen

Nadat we de definitie van een mechanisch systeem hebben gezien, worden hieronder verschillende voorbeelden van mechanische systemen gegeven om het concept beter te begrijpen.

Drijfstang-kruksysteem : mechanisch systeem dat wordt gebruikt om een lineaire beweging om te zetten in een cirkelvormige beweging en omgekeerd.
Cam-Follower-systeem : mechanisch systeem dat een roterende beweging omzet in een oscillerende lineaire beweging.
Wormschroefsysteem : mechanisch systeem dat wordt gebruikt om een roterende beweging tussen twee loodrechte assen over te brengen.
Tandheugelsysteem : omkeerbaar mechanisch systeem waarmee u kunt overschakelen van cirkelvormige beweging naar lineaire beweging.
Tandwielsysteem : mechanisch systeem dat wordt gebruikt om cirkelvormige bewegingen van de ene versnelling naar de andere over te brengen.
Katrolsysteem : mechanisch systeem gevormd door een reeks katrollen die effectief samenwerken, zodat de kracht die nodig is om een last op te tillen minder is.

Delen van een mechanisch systeem

Een mechanisch systeem bestaat uit de volgende onderdelen of elementen:

Aandrijfblok (of invoerblok) : Het is het deel van het mechanische systeem dat de aandrijfkracht ontvangt en daarom de beweging van het hele systeem initieert. Meestal is dit onderdeel van het mechanische systeem verbonden met een elektromotor, zodat de motor de initiële beweging van het mechanische systeem verzorgt.
Zenderblok : dit is het deel van het mechanische systeem dat de beweging van het motorblok opvangt en transformeert. Op dezelfde manier is het verantwoordelijk voor het verzenden van de beweging naar het uitvoerblok.
Ontvangend blok (of uitvoerblok) : Het is het deel van het mechanische systeem dat de beweging en kracht van het zendblok ontvangt en verantwoordelijk is voor het toepassen van het mechanische uitvoerwerk. Daarom vervult dit onderdeel of deze reeks elementen de hoofdfunctie van het mechanische systeem.

Als we het voorbeeld van het mechanische systeem van de fiets analyseren, zijn de pedalen de motoreenheid die de kracht opvangt die door de benen wordt uitgeoefend. Vervolgens brengen de pedalen de rotatiebeweging over op het fietsmechanisme, het transmissieblok. Ten slotte verhoogt het mechanisme de waarde van de kracht en brengt deze over op de wielen, die het uitgangsblok vormen, en daardoor beweegt de fiets vooruit.

Soorten mechanische systemen

Mechanische systemen kunnen op basis van hun functie in de volgende typen worden ingedeeld:

Mechanisch lineair transmissiesysteem – Een type mechanisch systeem dat lineaire beweging overbrengt. Meestal worden dit soort mechanische systemen gebruikt om de invoerkracht te vergroten of te verkleinen.
Mechanisch systeem met circulaire transmissie : type mechanisch systeem dat cirkelvormige bewegingen overbrengt. Deze mechanische systemen worden gebruikt om de rotatiesnelheid van een as te verhogen of te verlagen.
Mechanisch bewegingstransformatiesysteem : een type mechanisch systeem dat de invoerbeweging omzet in een ander type beweging. Dit soort mechanische systemen zijn erg handig omdat je hiermee kunt overschakelen van cirkelvormige beweging naar lineaire beweging of omgekeerd.

➤ Zie: Soorten mechanismen

Mechanisch voordeel van een mechanisch systeem

Mechanisch voordeel is een meting die de factor aangeeft waarmee de kracht die op een mechanisch systeem wordt uitgeoefend, wordt vermenigvuldigd. Met andere woorden, mechanisch voordeel is een karakteristieke parameter van een mechanisch systeem die de mate van versterking van een kracht uitdrukt die gebruik maakt van genoemd systeem.

De formule voor het berekenen van het mechanische voordeel van een mechanisch systeem is:

$VM=\cfrac{F_s}{F_e}$

Het mechanische voordeel van een mechanisch systeem kan ook worden berekend door de snelheid van de uitgeoefende kracht te delen door de snelheid waarmee de last beweegt. Op dezelfde manier is deze uitdrukking ook equivalent aan de verplaatsing van het punt van de uitgeoefende kracht gedeeld door de verplaatsing van de last:

$VM=\cfrac{F_s}{F_e}=\cfrac{v_e}{v_s}=\cfrac{d_e}{d_s}$

Goud:

$VM$

is het mechanische voordeel.
$F_s$

is de uitgangskracht.
$F_e$

is de invoerkracht.
$v_e$

is de invoersnelheid.
$v_s$

is de uitrijsnelheid.
$d_e$

is de afstand die de inzending heeft afgelegd.
$d_s$

is de afstand die de uitvoer aflegt.

Aan de andere kant, als we een moment willen overbrengen in plaats van een kracht, wordt het mechanische voordeel berekend door het uitvoermoment te delen door het invoermoment. Het mechanische voordeel van tandwielsystemen wordt bijvoorbeeld gemeten aan de hand van de verhouding van het overgedragen moment.

$VM=\cfrac{M_s}{M_e}=\cfrac{\omega_e}{\omega_s}$