▷ Механическая система

В этой статье объясняется, что такое механические системы. Итак, вы узнаете значение механической системы, примеры механических систем и какие существуют типы механических систем.

Что такое механическая система?

Механическая система — это набор механических элементов, которые работают скоординировано, преобразуя или передая движение или силу.

Другими словами, механическая система служит для увеличения или уменьшения движения или для увеличения или уменьшения силы. Таким образом, механические системы очень полезны для людей, поскольку они позволяют нам прикладывать большую силу или создавать движение, требующее большой силы, удобным способом.

Одной из характеристик механических систем является то, что их можно легко комбинировать с другими типами систем. Например, механическая система обычно подключается к электрической системе для создания движения электродвигателя.

Механические системы состоят из различных твердых частей. Таким образом, каждая часть движется под действием силы, так что все части объединяются, заставляя механическую систему выполнять определенную функцию.

Примеры механических систем

После того, как мы ознакомились с определением механической системы, ниже приведены несколько примеров механических систем, чтобы лучше понять эту концепцию.

Система шатун-кривошип : механическая система, используемая для преобразования линейного движения в круговое и наоборот.
Система кулачкового толкателя : механическая система, которая преобразует вращательное движение в колебательное линейное движение.
Червячная система : механическая система, используемая для передачи вращательного движения между двумя перпендикулярными осями.
Реечная система : реверсивная механическая система, позволяющая переключаться с кругового движения на линейное.
Зубчатая система : механическая система, используемая для передачи кругового движения от одной шестерни к другой.
Система шкивов : механическая система, состоящая из набора шкивов, которые эффективно объединяются таким образом, что сила, необходимая для подъема груза, становится меньше.

Части механической системы

Механическая система состоит из следующих частей или элементов:

Приводной блок (или входной блок) : это часть механической системы, которая получает движущую силу и, следовательно, инициирует движение всей системы. Обычно этот компонент механической системы соединен с электродвигателем, так что двигатель обеспечивает начальное движение механической системы.
Блок передатчика : это часть механической системы, которая воспринимает движение блока двигателя и преобразует его. Аналогично он отвечает за передачу движения на выходной блок.
Приемный блок (или выходной блок) : это часть механической системы, которая получает движение и силу от передающего блока и отвечает за приложение выходной механической работы. Следовательно, этот компонент или совокупность элементов выполняет основную функцию механической системы.

Если мы проанализируем пример механической системы велосипеда, то педали — это двигательная единица, воспринимающая силу, оказываемую ногами. В дальнейшем педали передают вращательное движение механизму велосипеда, представляющему собой блок трансмиссии. Наконец, механизм увеличивает величину силы и передает ее на колеса, являющиеся выходным блоком, в результате чего велосипед движется вперед.

Типы механических систем

В зависимости от выполняемых функций механические системы можно разделить на следующие типы:

Механическая система линейной передачи – тип механической системы, передающей линейное движение. Обычно эти типы механических систем используются для увеличения или уменьшения входной силы.
Механическая система с круговой передачей : тип механической системы, передающей круговое движение. Эти механические системы используются для увеличения или уменьшения скорости вращения вала.
Система преобразования механического движения : тип механической системы, которая преобразует входное движение в движение другого типа. Механические системы такого типа очень полезны, поскольку позволяют переключаться с кругового движения на линейное или наоборот.

➤ См.: Типы механизмов.

Механическое преимущество механической системы

Механическое преимущество — это измерение, которое указывает на коэффициент, на который умножается сила, приложенная к механической системе. Другими словами, механическое преимущество — это характерный параметр механической системы, который выражает степень усиления силы с помощью этой системы.

Формула для расчета механического преимущества механической системы:

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

Механическое преимущество механической системы также можно рассчитать, разделив скорость приложенной силы на скорость движения груза. Аналогично, это выражение также эквивалентно смещению точки приложенной силы, деленному на перемещение груза:

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

Золото:

$VM$

это механическое преимущество.
$F_s$

это выходная сила.
$F_e$

это входная сила.
$v_e$

это входная скорость.
$v_s$

это скорость выхода.
$d_e$

— расстояние, пройденное входом.
$d_s$

— расстояние, пройденное выходом.

С другой стороны, если мы хотим передать момент вместо силы, механическое преимущество рассчитывается путем деления выходного момента на входной момент. Например, механическое преимущество зубчатых систем измеряется соотношением передаваемого момента.

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