МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

• ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ
• Основной закон.
• Выигрыш в силе или скорости.
• Механический КПД.
• ПРОСТЕЙШИЕ МЕХАНИЗМЫ
• Рычаг.
• Блок.
• Дифференциальный ворот.
• Зубчатые колеса.
• Наклонная плоскость.
• Клин.
• Винт.
• КОМБИНИРОВАННЫЕ МЕХАНИЗМЫ

МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ, механические устройства, облегчающие труд и повышающие его производительность. Машины могут быть разной степени сложности – от простой одноколесной тачки до лифтов, автомобилей, печатных, текстильных, вычислительных машин. Энергетические машины преобразуют один вид энергии в другой. Например, генераторы гидроэлектростанции преобразуют механическую энергию падающей воды в электрическую энергию. Двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию бензина в тепловую, а затем в механическую энергию движения автомобиля (см. также ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ; ДВИГАТЕЛЬ ТЕПЛОВОЙ; ТУРБИНА). Так называемые рабочие машины преобразуют свойства или состояние материалов (металлорежущие станки, транспортные машины) либо информацию (вычислительные машины).

Машины состоят из механизмов (двигательного, передаточного и исполнительного) – многозвенных устройств, передающих и преобразующих силу и движение. Простой механизм, называемый полиспастом (см. БЛОКИ И ПОЛИСПАСТЫ), увеличивает силу, приложенную к грузу, и за счет этого позволяет вручную поднимать тяжелые предметы. Другие механизмы облегчают работу, увеличивая скорость. Так, велосипедная цепь, входящая в зацепление со звездочкой, преобразует медленное вращение педалей в быстрое вращение заднего колеса. Однако механизмы, увеличивающие скорость, делают это за счет уменьшения силы, а увеличивающие силу – за счет уменьшения скорости. Увеличить одновременно и скорость и силу невозможно. Механизмы могут также просто изменять направление силы. Пример – блок на конце флагштока: чтобы поднять флаг, тянут за шнур вниз. Изменение направления может сочетаться с увеличением силы или скорости. Так, тяжелый груз можно приподнять, нажимая на рычаг вниз.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ

Основной закон.

Хотя механизмы и позволяют получить выигрыш в силе или скорости, возможности такого выигрыша ограничиваются законом сохранения энергии. В применении к машинам и механизмам он гласит: энергия не может ни возникать, ни исчезать, она может быть лишь преобразована в другие виды энергии или в работу. Поэтому на выходе машины или механизма не может оказаться больше энергии, чем на входе. К тому же в реальных машинах часть энергии теряется из-за трения. Поскольку работа может быть превращена в энергию и наоборот, закон сохранения энергии для машин и механизмов можно записать в виде

Работа на входе = Работа на выходе + Потери на трение.

Отсюда видно, в частности, почему невозможна машина типа вечного двигателя: из-за неизбежных потерь энергии на трение она рано или поздно остановится.

Выигрыш в силе или скорости.

Механизмы, как указывалось выше, могут применяться для увеличения силы или скорости. Идеальный, или теоретический, выигрыш в силе или скорости – это коэффициент увеличения силы или скорости, который был бы возможен в отсутствие потерь энергии, обусловленных трением. Идеальный выигрыш на практике недостижим. Реальный выигрыш, например в силе, равен отношению силы (называемой нагрузкой), которую развивает механизм, к силе (называемой усилием), которая прикладывается к механизму.

Механический КПД.

Коэффициентом полезного действия машины называется процентное отношение работы на ее выходе к работе на ее входе. Для механизма КПД равен отношению реального выигрыша к идеальному. КПД рычага может быть очень высоким – до 90% и даже больше. В то же время КПД полиспаста из-за значительного трения и массы движущихся частей обычно не превышает 50%. КПД домкрата может составлять лишь 25% из-за большой площади контакта между винтом и его корпусом, а следовательно, большого трения. Это приблизительно такой же КПД, как у автомобильного двигателя. См. АВТОМОБИЛЬ ЛЕГКОВОЙ.

КПД можно в известных пределах повысить, уменьшив трение за счет смазки и применения подшипников качения. См. также СМАЗКА.

ПРОСТЕЙШИЕ МЕХАНИЗМЫ

Простейшие механизмы можно найти почти в любых более сложных машинах и механизмах. Их всего шесть: рычаг, блок, дифференциальный ворот, наклонная плоскость, клин и винт. Некоторые авторитетные специалисты утверждают, что на самом деле можно говорить всего лишь о двух простейших механизмах – рычаге и наклонной плоскости, – так как нетрудно показать, что блок и ворот представляют собой варианты рычага, а клин и винт – варианты наклонной плоскости.

Рычаг.

Это жесткий стержень, который может свободно поворачиваться относительно неподвижной точки, называемой точкой опоры. Примером рычага могут служить лом, молоток с расщепом, тачка, метла.

Рычаги бывают трех родов, различающихся взаимным расположением точек приложения нагрузки и усилия и точки опоры (рис. 1). Идеальный выигрыш в силе рычага равен отношению расстояния D_E от точки приложения усилия до точки опоры к расстоянию D_L от точки приложения нагрузки до точки опоры. Для рычага I рода расстояние D_E обычно больше D_L, а поэтому идеальный выигрыш в силе больше 1. Для рычага II рода идеальный выигрыш в силе тоже больше единицы. Что же касается рычага III рода, то величина D_E для него меньше D_L, а стало быть, больше единицы выигрыш в скорости.

Блок.

Это колесо с желобом по окружности для каната или цепи. Блоки применяются в грузоподъемных устройствах. Система блоков и тросов, предназначенная для повышения грузоподъемности, называется полиспастом. Одиночный блок может быть либо с закрепленной осью (уравнительным), либо подвижным (рис. 2). Блок с закрепленной осью действует как рычаг I рода с точкой опоры на его оси. Поскольку плечо усилия равно плечу нагрузки (радиус блока), идеальный выигрыш в силе и скорости равен 1. Подвижный же блок действует как рычаг II рода, поскольку нагрузка расположена между точкой опоры и усилием. Плечо нагрузки (радиус блока) вдвое меньше плеча усилия (диаметр блока). Поэтому для подвижного блока идеальный выигрыш в силе равен 2.

Более простой способ определения идеального выигрыша в силе для блока или системы блоков – по числу параллельных концов каната, удерживающих нагрузку, как это нетрудно сообразить, взглянув на рис. 2.

Уравнительные и подвижные блоки можно сочетать по-разному для увеличения выигрыша в силе. В одной обойме можно установить два, три или большее число блоков, а конец троса можно прикрепить либо к неподвижной, либо к подвижной обойме.

Дифференциальный ворот.

Это, в сущности, два колеса, соединенные вместе и вращающиеся вокруг одной оси (рис. 3), например, колодезный ворот с ручкой.

Дифференциальный ворот может давать выигрыш как в силе, так и в скорости. Это зависит от того, где прилагается усилие, а где – нагрузка, поскольку он действует как рычаг I рода. Точка опоры расположена на закрепленной (фиксированной) оси, а поэтому плечи усилия и нагрузки равны радиусам соответствующих колес. Пример такого устройства для выигрыша в силе – отвертка, а для выигрыша в скорости – шлифовальный круг.

Зубчатые колеса.

Система двух находящихся в зацеплении зубчатых колес, сидящих на валах одинакового диаметра (рис. 4), в какой-то мере аналогична дифференциальному вороту (см. также ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА). Скорость вращения колес обратно пропорциональна их диаметру. Если малая ведущая шестерня A (к которой приложено усилие) по диаметру вдвое меньше большого зубчатого колеса B, то она должна вращаться вдвое быстрее. Таким образом, выигрыш в силе такой зубчатой передачи равен 2. Но если точки приложения усилия и нагрузки поменять местами, так что колесо B станет ведущим, то выигрыш в силе будет равен 1/2, а выигрыш в скорости – 2.

Наклонная плоскость.

Наклонная плоскость применяется для перемещения тяжелых предметов на более высокий уровень без их непосредственного поднятия. К таким устройствам относятся пандусы, эскалаторы, обычные лестницы, а также конвейеры (с роликами для уменьшения трения).

Идеальный выигрыш в силе, обеспечиваемый наклонной плоскостью (рис. 5), равен отношению расстояния, на которое перемещается нагрузка, к расстоянию, проходимому точкой приложения усилия. Первое есть длина наклонной плоскости, а второе – высота, на которую поднимается груз. Поскольку гипотенуза больше катета, наклонная плоскость всегда дает выигрыш в силе. Выигрыш тем больше, чем меньше наклон плоскости. Этим объясняется то, что горные автомобильные и железные дороги имеют вид серпантина: чем меньше крутизна дороги, тем легче по ней подниматься.

Клин.

Это, в сущности, сдвоенная наклонная плоскость (рис. 6). Главное его отличие от наклонной плоскости в том, что она обычно неподвижна, и груз под действием усилия движется по ней, а клин вгоняют под нагрузку или в нагрузку. Принцип клина используется в таких инструментах и орудиях, как топор, зубило, нож, гвоздь, швейная игла.

Идеальный выигрыш в силе, даваемый клином, равен отношению его длины к толщине на тупом конце. Реальный выигрыш клина, в отличие от других простейших механизмов, трудно определить. Сопротивление, встречаемое им, непредсказуемо меняется для разных участков его «щек». Из-за большого трения его КПД столь мал, что идеальный выигрыш не имеет особого значения.

Винт.

Резьба винта (рис. 7) – это, в сущности, наклонная плоскость, многократно обернутая вокруг цилиндра. В зависимости от направления подъема наклонной плоскости винтовая резьба может быть левой (A) или правой (B). Сопрягающаяся деталь, естественно, должна иметь резьбу такого же направления. Примеры простых устройств с винтовой резьбой – домкрат, болт с гайкой, микрометр, тиски.

Поскольку резьба – наклонная плоскость, она всегда дает выигрыш в силе. Идеальный выигрыш равен отношению расстояния, проходимого точкой приложения усилия за один оборот винта (длины окружности), к расстоянию, проходимому при этом нагрузкой по оси винта. За один оборот нагрузка перемещается на расстояние между двумя соседними витками резьбы (a и b или b и c на рис. 7), которое называется шагом резьбы. Шаг резьбы обычно значительно меньше ее диаметра, так как иначе слишком велико трение.

КОМБИНИРОВАННЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Комбинированный механизм состоит из двух или большего числа простых. Это не обязательно сложное устройство; многие довольно простые механизмы тоже можно считать комбинированными. Например, в мясорубке имеются ворот (ручка), винт (проталкивающий мясо) и клин (нож-резак). Стрелки наручных часов поворачиваются системой зубчатых колес разного диаметра, находящихся в зацеплении друг с другом. Один из наиболее известных несложных комбинированных механизмов – домкрат.

Домкрат (рис. 8) представляет собой комбинацию винта и ворота. Головка винта подпирает нагрузку, а другой его конец входит в резьбовую опору. Усилие прилагается к рукоятке, закрепленной в головке винта. Таким образом, расстояние усилия равно длине окружности, описываемой концом ручки. Длина окружности дается выражением 2pr, где p = 3,14159, а r – радиус окружности, т. е. в данном случае длина ручки. Очевидно, что чем длиннее ручка, тем больше идеальный выигрыш в силе. Расстояние, проходимое нагрузкой за один оборот ручки, равно шагу резьбы. В идеале можно получить очень большой выигрыш в силе, если длинную ручку сочетать с малым шагом резьбы. Поэтому несмотря на малый КПД домкрата (около 25%) он дает большой реальный выигрыш в силе.

Выигрыш в силе, создаваемый комбинированным механизмом, равен произведению выигрышей отдельных механизмов, входящих в его состав. Так, идеальный выигрыш в силе (ИВС) для домкрата равен отношению длины окружности, описываемой ручкой, к шагу резьбы. Для входящего в состав домкрата ворота ИВС равен отношению длины окружности, описываемой ручкой (расстояние усилия), к длине окружности винта (расстояние нагрузки). Для винта домкрата ИВС равен отношению длины окружности винта (расстояния усилия) к шагу резьбы винта (расстоянию нагрузки). Перемножая ИВС отдельных механизмов домкрата, получаем для комбинированного механизма

ИВС = (Окружность ручки/Окружность винта) ґ

(Окружность винта/Шаг резьбы) = (Окружность ручки/Шаг резьбы).

Для более сложных комбинированных механизмов вычислить ИВС труднее. Поэтому для них обычно указывают лишь реальный выигрыш. См. также КУЛАЧКОВЫЙ МЕХАНИЗМ; ДИНАМИКА; СТАНКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ; МЕХАНИКА.

Понятие о машинах и механизмах

В современной технике используется большое количество самых разнообразных устройств, приборов и машин, которые предназначаются для того, чтобы передавать энергию и движение при помощи специальных механизмов. Именно по этой причине те инженеры, специализацией которых является конструирование, эксплуатация и разработка технологий изготовления технических изделий, должны обладать всеми необходимыми знаниями относительно их энергетики и механики. Это означает, что им необходимо иметь полное представление о том, какими бывают механизмы, при помощи каких методов производится их силовой, кинематический и метрический расчет, а также о тех динамических процессах, которые протекают в ходе их функционирования. Общая теория механизмов и машин как раз и объединяет в себе все эти вопросы.

Интересные машины и механизмы

В технике машинами называют такие механические устройства, которые выполняют некую полезную работу, связанную с различными преобразованиями энергии или осуществлением процесса производства. Каждая машина имеет в своей конструкции рабочий (исполнительный) орган, приводимый в действие посредством системы механизмов машиной-двигателем.

Механизм, это некоторая совокупность неподвижных и подвижных деталей, за счет которых обеспечивается преобразование и передача сил и движений, в результате чего выполняется полезная работа.

Все механизмы состоят из отдельных тел, которые именуются звеньями. Каждое из них представляет собой одну или несколько деталей, которые соединены между собой неподвижно. Любой механизм состоит из подвижных звеньев и хотя бы одного неподвижного звена. Из них ведущим называется то, к которому в результате приложения моментов сил и внешних сил сообщается движение. Ведомыми именуются звенья, к которым передается движение. Например, в таком устройстве, как машинные тиски, ведущим звеном является рукоятка, ведомым – подвижная губка. Корпус и присоединенная к нему неподвижная губка составляют неподвижное звено. В большинстве случаев механизмы представляют собой составные части кинематических схем машин, но могут иметь и самостоятельное применение (таковыми, к примеру, являются механизмы тахометров, арифмометров, часов и т.п.).

Основным признаком, который отличает механизм или машину от сооружения, является то, что в них отдельные составные части находятся в движении. Что касается отличия механизма от машины, то оно состоит в том, что сам по себе механизм ни преобразует различную энергию, ни совершает никакой самостоятельной полезной работы.

В теории машин и механизмов используются главным образом положения теоретической механики и ее законы. Кроме того, предметом ее изучения являются методы исследования разнообразных механизмов и машин, а также строгие научные основы их построения. Необходимо также отметить, что теория машин и механизмов представляет собой приложение к вопросам машиностроения, и одновременно с этим непосредственное продолжение теоретической механики, поскольку в ней активно используются методы динамического, кинематического и структурного анализа и синтеза.

Разница между машиной и механизмом: машина против механизма надо сначала разобраться в машине и механизме. Машина — это совокупность твердых или сопротивляющихся тел, изготовленных и соединенных таким образом, что они совершают определенные относительные движения и передают усилие от источника энергии к преодолеваемому сопротивлению. Машина служит двум целям: она передает определенное относительное движение и силу. Для передачи усилий эти функции требуют прочности и жесткости.

Разница между машиной и механизмом PDF

Механизм в кинематике — это способ передачи, управления или ограничения относительного движения. Электрические, магнитные и пневматические движения не входят в определение механизма. Механизмы вращаются вокруг твердых тел, соединенных шарнирами. Давайте углубимся в концепции, связанные с разницей между машиной и механизмом, основанной на различных факторах.

Скачать формулы для машиностроения GATE — TOM & Vibrations

Содержание

• 1. Разница между машиной и механизмом
• 2. Что такое машина?
• 3. Важные сведения о машине
• 4. Что такое механизм?
• 5. Важные моменты о механизме
• 6. Сходство между машиной и механизмом

Читать статью полностью

Различие между машиной и механизмом

Разница между машиной и механизмом заключается в том, что машины преобразуют энергию в работу, а механизмы — нет. всегда делай так. Машины и механизмы являются важными понятиями программы GATE ME и обычно называются механизмами.

Ключевые различия между машиной и механизмом

Что такое машина?

Машина представляет собой механическую конструкцию, которая использует энергию для приложения сил и управления движением для выполнения определенной задачи. Машины могут быть простыми, как рычаг или шкив, или сложными, как компьютеры и датчики, которые отслеживают производительность и планируют движение, называемые механической системой. Машины часто моторизованы и обычно питаются от химических, тепловых или электрических источников.

Все машины — это механизмы, но не все механизмы — это машины. Машина служит двум целям: она передает определенное относительное движение и силу. Для передачи усилий эти функции требуют силы и жесткости.

Загрузить формулы для машиностроения GATE — Технологии производства и материалы

Важные моменты о машине

Механизмы машины обычно предназначены для создания значительных сил и передачи значительной мощности. Машины включают в себя формовочные машины, мыльные машины, винтовые домкраты и т. д. Давайте рассмотрим некоторые важные моменты, касающиеся машин:

• Когда система используется для изменения механической энергии, ее называют машиной.
• Поскольку механическое усилие связано с движением, каждая машина должна передавать движение и использовать механизмы.
• Машина может использовать один или несколько механизмов для достижения указанной цели.
• Машины предназначены для выполнения полезных задач.
• Машина может состоять из нескольких механизмов и других компонентов.

Что такое Механизм?

Механизм – сердце машины. Это механический компонент машины, который передает движение и силы от источника энергии к выходу. Механизмы представляют собой жесткие компоненты (звенья), соединенные шарнирами, часто называемыми механическими связями или рычажными механизмами.

Механизмы, как правило, состоят из движущихся частей, таких как

• Зубчатые передачи и зубчатые передачи
• Ременная и цепная передача
• Кулачок и толкатели
• Рычажный механизм
• Фрикционные устройства, такие как тормоза и муфты
• Рама 9002, подшипники , пружины и смазочные материалы являются примерами структурных компонентов.
• Шлицы, штифты и шпонки являются примерами элементов машин.

Скачать формулы для машиностроения GATE — Сопротивление материалов

Важные сведения о механизме

Механизм — это устройство, которое преобразует движение в желаемую форму, обычно развивая очень малые усилия и передавая очень небольшую мощность. Механизмы включают механизм с качающимся цилиндром и механизм с кулисой. Давайте рассмотрим некоторые важные моменты, касающиеся механизма:

• Механизм — это машина, которая передает или преобразует движение без учета задействованных сил.
• Механизм связан только с передачей движения.
• Механизм – единая система для передачи или преобразования движения.
• Основная роль механизма заключается в передаче или изменении движения.
• Механизм состоит из нескольких взаимосвязанных звеньев.

Сходства между машиной и механизмом

Сходство между машинами и механизмами заключается в следующем:

• Оба являются комбинациями твердых тел.
• Определено относительное движение твердых тел.

Ежедневные бесплатные занятия по APP и Youtube, инженерные вакансии, бесплатный PDF и многое другое. Присоединяйтесь к нашей группе Telegram. Присоединяйтесь.

Часто задаваемые вопросы о различиях между машиной и механизмом

• В чем разница между структурой машины и механизмом?

  Машина преобразует доступную энергию в полезную работу, но конструкция не преобразует доступную энергию в полезную работу. Звено машины может передавать как мощность, так и движение, тогда как элементы конструкции могут передавать только усилия.

• В чем разница между цепным механизмом и машиной?

  Проще говоря, кинематическая цепь с неподвижным звеном — это механизм. Это одно и то же, но мотив разный. Кинематические цепи имеют дело только с передачей и преобразованием движения, а механизмы имеют дело как с передачей, так и с преобразованием силы и движения.

• Все машины механизмы?

  В то время как все машины имеют механизм и, таким образом, выполняют функцию изменения движения, у некоторых машин нет запланированной цели изменения силы; существующие силы вызваны трением и инерцией движущихся масс и не проявляются как полезное выходное усилие.

• Что является примером механизма?

  Качели — красивая иллюстрация механизма. Движение передается равномерно через качели, если к каждому концу приложено одинаковое количество силы. Рычаг — это еще один тип механизма. Рычаг управляет направлением, силой и количеством движения объекта.

• Является ли автомобиль машиной?

  Автомобили представляют собой сложные машины, потому что они оснащены двигателями и состоят из нескольких простых механизмов, которые помогают им двигаться. Давайте рассмотрим шесть различных типов простых механизмов, используемых в автомобилях: наклонные плоскости, рычаги, шкивы, клинья, колеса и оси и винты.

ESE & GATE ME

Mechanical Engg.gategate Mehpclbarc Soeseies Mebarc Exame Exmement Emembeter

Избранные статьи

GradeStack Learning Pvt. Ltd.Windsor IT Park, Tower — A, 2-й этаж,

Sector 125, Noida,

Uttar Pradesh 201303

help@byjusexamprep. com

Формовочная машина и ее механизм

Формовочная машина и ее механизм

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ УКАЗАТЕЛЬНУЮ СТРАНИЦУ

ПРИМЕР — РУКОЯТНЫЙ МЕХАНИЗМ БЫСТРОГО ВОЗВРАТА

В. Райан 2002 -2017

PDF-ФАЙЛ — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ РАБОТЫ ДЛЯ ПЕЧАТИ

Видео на YouTube — Знакомство с формовочной машиной

Профилировочный станок предназначен для обработки плоского металла. поверхности, особенно там, где необходимо удалить большое количество металла. Другие машины, такие как фрезерные станки, намного дороже и больше подходит для удаления меньшего количества металла, очень точно. Возвратно-поступательное движение механизма внутри формовочный станок можно увидеть на схеме. Когда диск вращается, верхняя часть станка движется вперед и назад, толкая режущий инструмент. режущий инструмент снимает металл с работы, которая тщательно крепится болтами.

ФОРМОВОЧНАЯ МАШИНА

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ О ФОРМОВОЧНАЯ МАШИНА

Формовочный станок — это простой и в то же время чрезвычайно эффективный станок. Это используется для удаления материала, обычно металлов, таких как сталь или алюминий, для получения плоской поверхности. Однако его также можно использовать для изготовления шестерни, такие как реечные системы и другие сложные формы. Внутри его оболочка/корпус представляет собой кривошипно-ползунковый механизм, толкающий режущую инструмент вперед и возвращает его в исходное положение. Это движение непрерывный. 1. Дополните приведенную ниже диаграмму, добавив недостающие детали, из которых состоит кривошипно-шатунный механизм.

2. Почему кривошипно-ползунковый механизм подходит для этого типа машин особенно движение режущего инструмента?

3.