Машина
-
Определение машины
- Машина использует энергию для приложения усилий и управления движением.
- Включает искусственные устройства и биологические макромолекулы.
- Приводится в движение животными, людьми, природными силами или химической энергией.
-
История машин
- Ручной топор — первый пример клина, старейшего простого станка.
- Наклонная плоскость использовалась с доисторических времен.
- Колесо и рычаг изобретены на древнем Ближнем Востоке.
- Винт появился в Месопотамии в неоассирийский период.
-
Эволюция машин
- Архимед открыл принцип механического преимущества рычага.
- Греческие философы определили классические пять простых машин.
- В мусульманском мире появились ветряные и паровые машины.
- В Индии и исламском мире изобретены хлопкоочистительный завод и прялка.
-
Эпоха Возрождения
- Динамика механических сил начала изучаться.
- Галилео Галилей разработал динамическую теорию простых машин.
- Леонардо да Винчи открыл правила трения скольжения.
-
Промышленная революция
- Промышленная революция началась в Великобритании и распространилась по миру.
- Переход к машинному производству начался с механизации текстильной промышленности.
-
Современные машины
- Современные машины включают сложные системы с интерфейсами.
- Примеры: транспортные средства, бытовая и офисная техника, сельскохозяйственная техника.
-
Этимология
- Английское слово «machine» происходит от латинского machina.
- Слово «механический» происходит от греческого μηθανική.
- Современное значение термина связано с театральными и военными машинами.
-
Классификация простых станков
- Франц Рело разработал классификацию простых станков, разделив их на рычаг, шкив, колесо, ось, наклонную плоскость, клин и винт.
- Простые машины используются для моделирования механических систем.
-
Кинематические пары
- Подшипники, плоская поверхность наклонной плоскости и клин являются примерами кинематических пар.
- Винт также является кинематической парой.
-
Механические системы
- Механическая система управляет энергией для выполнения задачи.
- Современные станки состоят из источника питания, приводов, системы механизмов, контроллера и интерфейса для оператора.
-
Источники питания
- Водяное колесо и ветряная мельница использовали энергию воды и ветра.
- Паровой двигатель и автомобильный двигатель используют тепло для создания движения.
- Электростанция использует тепло для выработки электроэнергии.
-
Двигатели
- Электродвигатели используют электрический ток для создания движения.
- Гидравлические и пневматические системы используют насосы для линейного перемещения.
- Электрохимические системы используют химические вещества для выработки энергии.
-
Механизмы
- Механизмы состоят из компонентов, обеспечивающих структуру и управление движением.
- Шестерни и зубчатые передачи используются для передачи вращения.
- Кулачковые и толкающие механизмы основаны на контакте звеньев.
-
Связи
- Соединения обеспечивают возможность перемещения.
- Навеска Ватта и другие механизмы обеспечивают прямолинейное движение.
- Плоский механизм ограничен плоскостями, параллельными плоскости земли.
-
Механизмы и их типы
- Сферический механизм: траектории точек системы лежат на концентрических сферах, оси вращения проходят через центр окружностей.
- Пространственный механизм: траектории точек являются общими пространственными кривыми, оси вращения образуют линии в пространстве.
- Механизм изгиба: состоит из жестких тел, соединенных податливыми элементами, для создания геометрически четкого движения.
-
Элементы машины
- Конструктивные элементы: рама, подшипники, шлицы, пружины, уплотнения.
- Механизмы: зубчатые передачи, ременные приводы, рычажные передачи, кулачковые системы.
- Компоненты управления: кнопки, переключатели, индикаторы, датчики, исполнительные механизмы.
-
Контроллеры и их функции
- Контроллеры объединяют датчики, логику и исполнительные механизмы.
- Примеры: шариковый регулятор, термостат, регуляторы скорости.
- Программируемый логический контроллер заменил реле.
- Серводвигатели делают возможными роботизированные системы.
-
Вычислительные машины
- Чарльз Бэббидж сконструировал разностную и аналитическую машины.
- Арифмометр и комптометр предшественники современных цифровых компьютеров.
- Модели: конечные автоматы и машины Тьюринга.
-
Молекулярные машины
- Биологические молекулы миозина, кинезина, динеина вызывают сокращение мышц, движение везикул и перемещение груза.
- АТФ-синтаза и другие механизмы отвечают за выработку энергии и экспрессию генов.
- Эти молекулы рассматриваются как наномашины.
-
Влияние механизации и автоматизации
- Механизация: предоставление оборудования для замены мускульной работы.
- Автоматизация: использование систем управления для уменьшения потребности в человеческом труде.
- Автоматы: самонаводящиеся машины, иногда описываются как роботы.
-
Механика и динамика машин
- Механика: математический анализ сил и движения механических систем.
- Динамика машин: изучение движения систем под действием внешних сил.
- Кинематика машин: определение движения составных частей.
-
Конструкция машины
- Проектирование машины: определение потребности, разработка требований, производство и тестирование.
- Разработка производительности: повышение эффективности, снижение требований к обслуживанию.
- Вторичная переработка: восстановление и повторное использование материалов.
-
Список компаний-производителей механического, электрического и электронного оборудования по объему выручки
- Включает компании, специализирующиеся на различных типах оборудования
- Указывает на важность этих отраслей для экономики
-
Механизм (инженерный)
- Определение и основные принципы работы
- Примеры использования в различных областях
-
Механическое преимущество
- Преимущества использования механических систем
- Примеры применения в промышленности и сельском хозяйстве
-
Основные принципы автоматизации
- Основные принципы, лежащие в основе автоматизации
- Влияние автоматизации на экономику и общество
-
Схема машин
- Основные элементы и компоненты машин
- Примеры использования в различных отраслях
-
Сила (физика)
- Определение и свойства силы
- Применение силы в различных процессах
-
Простые машины
- Определение и классификация простых машин
- Примеры использования простых машин в промышленности
-
Технология
- Определение и применение технологии
- Влияние технологии на экономику и общество
-
Виртуальная работа
- Определение и принципы виртуальной работы
- Примеры использования виртуальной работы в различных отраслях
-
Работа (физика)
- Определение и свойства работы
- Применение работы в различных процессах
-
Рекомендации
- Дальнейшее чтение и внешние ссылки
- Материалы, связанные с машинами на Викискладе
- Цитаты, относящиеся к машине, в викицитатнике
-
Коллекция механизмов и станков Reuleaux
- Коллекция механизмов и станков, созданная в Корнельском университете