Maschine verstehen

Eine Maschine ist ein mechanisch, elektrisch oder elektronisch betriebenes Gerät zur Durchführung einer Aufgabe. Jedes physikalische System mit festgelegten strukturellen und funktionalen Eigenschaften ist eine Maschine. Es könnte eine molekulare Maschine oder ein künstliches Gerät sein, das Kraft nutzt, um Kräfte anzuwenden und Bewegungen zu steuern, um zu handeln.

Nun, in diesem Artikel werden die Antworten auf die folgenden Fragen diskutiert:

• Was ist eine Maschine?
• Wie funktioniert eine Maschine?
• Was ist der Mechanismus einer Maschine?

Tauchen wir ein!

Was ist eine Maschine?

Jedes physikalische System mit festgelegten strukturellen und funktionalen Eigenschaften ist eine Maschine. Es könnte eine molekulare Maschine oder ein künstliches Gerät sein, das Kraft nutzt, um Kräfte anzuwenden und Bewegungen zu steuern, um zu handeln.

Eine Maschine ist ein Werkzeug mit einer bestimmten Funktion, das menschliche oder tierische Arbeit unterstützt oder ersetzt, um körperliche Aufgaben zu erledigen. Diese große Gruppe umfasst sowohl grundlegende mechanische Systeme wie das aktuelle Automobil als auch komplexere wie die schiefe Ebene, den Hebel, den Keil, das Rad und die Achse, die Riemenscheibe und die Schraube (zusammen als „einfache Maschinen“ bekannt).

Maschinen können durch Menschen und Tiere, durch Wind und Wasser, durch chemische, thermische oder elektrische Energie sowie durch andere Naturkräfte angetrieben werden. Sie verfügen auch über ein System von Mechanismen, die den Aktuatoreingang formen, um eine bestimmte Anwendung von Ausgangskräften und -bewegungen zu erzeugen. Sie können auch mechanische Systeme enthalten, die auch als Computer und Sensoren bekannt sind, die Aktivitäten verfolgen und Bewegungen koordinieren.

Die sechs grundlegenden Maschinen, die eine Last bewegen, wurden von den Naturphilosophen der Renaissance als einfache Maschinen bezeichnet. Sie berechneten auch den mechanischen Vorteil oder das Verhältnis von Ausgangskraft zu Eingangskraft. Moderne Maschinen sind komplizierte Systeme, die aus Strukturteilen, Arbeitsmechanismen, Steuerungsteilen und benutzerfreundlichen Schnittstellen bestehen.

Beispiele sind eine Vielzahl von Fahrzeugen wie Autos, Boote und Flugzeuge sowie Haushalts- und Bürogeräte wie Computer und Wasser- und Lüftungssysteme für Gebäude, landwirtschaftliche Maschinen, Werkzeugmaschinen und Fabrikautomatisierungssysteme und Roboter .

Wie funktioniert eine Maschine?

Die Rolle einer Maschine kann so einfach sein wie das Modifizieren und Übertragen von Kräften und Bewegungen oder das Umwandeln von chemischer, thermischer, elektrischer oder nuklearer Energie in mechanische Energie oder umgekehrt. Jede Maschine hat eine Eingabe, eine Ausgabe sowie ein Gerät zum Umwandeln, Modifizieren und Übermitteln von Informationen.

Antriebsmaschinen sind Geräte, die die Energie, die sie aus einer natürlichen Quelle erhalten, in mechanische Energie umwandeln, wie z. B. Luftströmungen, bewegtes Wasser, Kohle, Erdöl oder Uran. Antriebsmaschinen umfassen Dampfmaschinen, Verbrennungsmotoren, Turbinen, Windmühlen, Wasserräder und Dampfmaschinen.

Diese Maschinen haben variable Eingänge, und ihre Ausgänge sind oft rotierende Wellen, die als Eingänge für andere Maschinen wie Luftkompressoren, Hydraulikpumpen oder Stromgeneratoren verwendet werden können. Da ihre elektrischen, hydraulischen und pneumatischen Energieausgänge alle als Eingänge für Elektro-, Hydraulik- oder Luftmotoren verwendet werden, können die drei letztgenannten Geräte alle als Generatoren kategorisiert werden.

Diese Motoren können verwendet werden, um eine Reihe von Geräten anzutreiben, darunter Nähmaschinen und Waschmaschinen sowie Geräte für die Materialverarbeitung, Verpackung oder den Transport. Zu den Bedienern gehören alle oben genannten Maschinen sowie alle, die keine Antriebsmaschinen, Generatoren oder Motoren sind. Darüber hinaus fallen alle manuell betriebenen Geräte aller Art, einschließlich Taschenrechner und Schreibmaschinen, in diese Kategorie.

Maschinen aller Kategorien können gelegentlich zu einer einzigen Einheit zusammengefasst werden. In einer dieselelektrischen Lokomotive dient beispielsweise der Dieselmotor als Hauptantriebssystem und treibt sowohl den elektrischen Generator als auch die Motoren an, die die Räder drehen.

Was ist der Mechanismus einer Maschine?

Laut Definition überträgt und verändert eine Maschine sowohl Kräfte als auch Bewegungen. Der Mechanismus einer Maschine bezieht sich darauf, wie ihre Komponenten interagieren und geführt werden, um eine bestimmte Eingangsbewegung in die gewünschte Ausgangsbewegung umzuwandeln. In einem Hubkolbenmotor bilden der Kolben, die Pleuelstange und die Kurbelwelle den Mechanismus, der die geradlinige Bewegung des Kolbens in die Drehbewegung der Kurbelwelle umwandelt.

Obwohl sowohl Kräfte als auch Bewegungen am Betrieb einer Maschine beteiligt sind, kann eine ihrer Hauptfunktionen entweder die Kraftverstärkung oder die Bewegungsmodifikation sein. Ein Getriebe wird typischerweise als Drehzahlminderer eingesetzt, während ein Hebel im Wesentlichen die Kraft erhöht. Die Bewegungen und Kräfte einer Maschine sind jedoch immer umgekehrt proportional und voneinander abhängig. Bei einem Hebel übersteigt die Ausgangskraft die Eingangskraft, aber die Ausgangsbewegung bleibt hinter der Eingangsbewegung zurück.

Ähnlich ist die Ausgangsdrehzahl eines Untersetzungsgetriebes niedriger als seine Eingangsdrehzahl, aber sein Ausgangsdrehmoment ist höher als sein Eingangsdrehmoment. Während im zweiten Szenario ein Bewegungsverlust mit einem Drehmomentgewinn einhergeht, geht im ersten Szenario ein Kraftgewinn mit einem Bewegungsverlust einher.

Obwohl es möglich ist, den Hauptzweck einiger Maschinen zu identifizieren, wäre es schwierig, alle Maschinen entweder als Kraftmodifikatoren oder als Bewegungsmodifikatoren zu kategorisieren; einige Geräte passen in beide Kategorien. Alle Maschinen müssen jedoch die Bewegung modifizieren, denn wenn die Teile eines mechanischen Geräts unbeweglich sind, handelt es sich lediglich um eine Struktur und nicht um eine Maschine.

Sehen Sie sich das folgende Video an, um mehr über eine Maschine zu erfahren:

Zusammenfassung

Sowohl Kräfte als auch Bewegungen werden von einer Maschine übertragen und verändert. Der Mechanismus einer Maschine beschreibt, wie ihre Teile zusammenarbeiten und darauf ausgerichtet sind, eine bestimmte Eingangsbewegung in die erforderliche Ausgangsbewegung umzuwandeln.

Der Mechanismus, der die geradlinige Bewegung des Kolbens in die Drehbewegung der Kurbelwelle in einem Hubkolbenmotor umwandelt, besteht aus dem Kolben, der Pleuelstange und der Kurbelwelle. Eine Maschine ist ein Werkzeug mit einer bestimmten Funktion, das menschliche oder tierische Arbeit unterstützt oder ersetzt, um körperliche Aufgaben zu erledigen.

Das ist alles für diesen Artikel, in dem die folgenden Fragen beantwortet werden:

• Was ist eine Maschine?
• Wie funktioniert eine Maschine?
• Was ist der Mechanismus einer Maschine?

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