기계의 이해

기계는 작업을 수행하기 위해 기계적으로, 전기적으로 또는 전자적으로 작동되는 장치입니다. 구조적, 기능적 특성이 배열된 물리적 시스템은 모두 기계입니다. 힘을 가하고 동작을 제어하기 위해 힘을 사용하는 분자 기계 또는 인공 장치일 수 있습니다.

이 기사에서는 다음 질문에 대한 답변을 논의합니다.

• 기계란 무엇입니까?
• 기계는 어떻게 작동하나요?
• 기계의 메커니즘은 무엇입니까?

뛰어들어봅시다!

기계란 무엇입니까?

구조적, 기능적 특성이 배열된 물리적 시스템은 모두 기계입니다. 힘을 가하고 동작을 제어하기 위해 힘을 사용하는 분자 기계 또는 인공 장치일 수 있습니다.

기계는 물리적 작업을 완료하기 위해 인간이나 동물의 노동을 지원하거나 대체하는 특정 기능을 가진 도구입니다. 이 큰 그룹에는 현재 자동차와 같은 기본적인 기계 시스템과 경사면, 레버, 쐐기, 바퀴와 차축, 도르래, 나사(총칭하여 "단순 기계"라고 함)와 같은 더 복잡한 기계 시스템이 모두 포함됩니다.

기계는 사람과 동물, 바람과 물, 화학, 열 또는 전기 에너지 및 기타 자연력에 의해 추진될 수 있습니다. 또한 출력 힘과 움직임의 특정 적용을 생성하기 위해 액추에이터 입력을 형성하는 메커니즘 시스템이 있습니다. 여기에는 활동을 추적하고 움직임을 조정하는 센서와 컴퓨터라고도 하는 기계 시스템이 포함될 수도 있습니다.

짐을 움직이는 여섯 가지 기본 기계는 르네상스 자연 철학자들에 의해 단순한 기계로 식별되었습니다. 그들은 또한 기계적 이점 또는 입력 힘에 대한 출력 힘의 비율을 계산했습니다. 최신 기계는 구조 부품, 작동 메커니즘, 제어 부품 및 사용자 친화적인 인터페이스로 구성된 복잡한 시스템입니다.

자동차, 보트, 비행기와 같은 다양한 차량과 컴퓨터, 건물, 농기계, 공작 기계, 공장 자동화 시스템 및 로봇을 위한 물 및 공기 처리 시스템과 같은 가정 및 사무용 장비가 그 예입니다. .

기계는 어떻게 작동합니까?

기계의 역할은 힘과 운동을 수정하고 전달하는 것처럼 간단할 수도 있고, 화학, 열, 전기 또는 원자력 에너지를 기계 에너지로 또는 그 반대로 변환하는 것을 포함할 수도 있습니다. 모든 기계에는 정보를 변환, 수정 및 전달하기 위한 장치는 물론 입력과 출력이 있습니다.

원동기는 기류, 흐르는 물, 석탄, 석유 또는 우라늄과 같은 자연적 소스에서 받는 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치입니다. 원동기에는 증기 기관, 내연 기관, 터빈, 풍차, 물레방아 및 증기 기관이 포함됩니다.

이러한 기계에는 가변 입력이 있으며 출력은 종종 공기 압축기, 유압 펌프 또는 발전기와 같은 다른 기계의 입력으로 활용할 수 있는 회전 샤프트입니다. 전기, 유압 및 공압 에너지 출력은 모두 전기, 유압 또는 공기 모터에 대한 입력으로 사용되므로 후자의 세 가지 장치는 모두 발전기로 분류될 수 있습니다.

이 모터는 재봉틀과 세탁기는 물론 재료 처리, 포장 또는 운송 장비를 포함한 다양한 장치에 전원을 공급하는 데 사용할 수 있습니다. 작업자에는 위의 모든 기계와 원동기, 발전기 또는 모터가 아닌 기계가 포함됩니다. 또한 계산기와 타자기를 포함하여 모든 종류의 수동 조작 장치가 이 범주에 속합니다.

모든 범주의 기계가 때때로 단일 장치에 통합될 수 있습니다. 예를 들어, 디젤-전기 기관차에서 디젤 엔진은 발전기와 바퀴를 돌리는 모터에 동력을 공급하는 주요 추진 시스템 역할을 합니다.

기계의 메커니즘은 무엇입니까?

정의에 따르면 기계는 힘과 운동을 모두 전달하고 수정합니다. 기계의 메커니즘은 구성 요소가 상호 작용하고 특정 입력 동작을 원하는 출력 동작으로 변환하도록 안내되는 방식을 나타냅니다. 왕복 엔진에서 피스톤, 커넥팅 로드 및 크랭크축은 피스톤의 직선 운동을 크랭크축의 회전 운동으로 변환하는 메커니즘을 구성합니다.

힘과 동작이 모두 기계 작동에 포함되지만 주요 기능 중 하나는 힘 증폭 또는 동작 수정일 수 있습니다. 기어 박스는 일반적으로 감속기로 사용되는 반면 레버는 본질적으로 힘을 증가시킵니다. 그러나 기계의 운동과 힘은 항상 반비례하고 상호 의존적입니다. 레버에서 출력의 힘은 입력의 힘을 초과하지만 출력의 움직임은 입력의 움직임에 미치지 못합니다.

이와 유사하게 기어 감속기의 출력 속도는 입력 속도보다 낮지만 출력 토크는 입력 토크보다 높습니다. 두 번째 시나리오에서는 운동 손실이 토크 증가를 동반하지만, 첫 번째 시나리오에서는 힘 증가가 운동 손실을 동반합니다.

일부 기계의 주요 목적을 식별하는 것은 가능하지만 모든 기계를 힘 조절 장치 또는 동작 조절 장치로 분류하는 것은 어려울 수 있습니다. 일부 장치는 두 범주에 모두 적합합니다. 그러나 모든 기계는 동작을 수정해야 합니다. 기계 장치의 조각이 움직이지 않는다면 기계가 아니라 구조일 뿐입니다.

기계에 대해 알아보려면 아래 동영상을 시청하세요.

요약

힘과 운동 모두 기계에 의해 전달되고 수정됩니다. 기계의 메커니즘은 부품이 함께 작동하는 방식을 설명하고 특정 입력 동작을 필요한 출력 동작으로 변환하도록 지시됩니다.

왕복 엔진에서 피스톤의 직선 운동을 크랭크축의 회전 운동으로 변환하는 메커니즘은 피스톤, 커넥팅 로드 및 크랭크축으로 구성됩니다. 기계는 물리적 작업을 완료하기 위해 인간이나 동물의 노동을 지원하거나 대체하는 특정 기능을 가진 도구입니다.

이것이 이 기사의 전부이며 다음 질문에 대한 답변을 제공합니다.

• 기계란 무엇입니까?
• 기계는 어떻게 작동하나요?
• 기계의 메커니즘은 무엇입니까?

독서를 통해 많은 것을 배우기를 바랍니다. 그렇다면 다른 사람들과도 공유해 주시기 바랍니다. 읽어주셔서 감사합니다. 다음에 뵙겠습니다!