기계란? – 필수 가이드

기계란?

기계는 구조적 및 기능적 특성이 정렬된 모든 물리적 시스템입니다. 그것은 힘을 사용하고 동작을 수행하기 위해 움직임을 제어하는 ​​​​인간이 만든 또는 자연적으로 발생하는 장치 분자 기계를 나타낼 수 있습니다.

기계는 물리적 작업을 수행하기 위해 인간이나 동물의 노력을 늘리거나 대체하는 고유한 목적을 가진 장치입니다. 이 넓은 범주에는 경사면, 레버, 쐐기, 바퀴 및 차축, 도르래 및 나사(소위 단순 기계)와 같은 단순한 장치와 현대 자동차와 같은 복잡한 기계 시스템이 포함됩니다.

기계는 동물과 사람, 바람과 물과 같은 자연력, 화학, 열 또는 전력에 의해 구동될 수 있으며 출력 힘과 움직임의 특정 적용을 달성하기 위해 액추에이터 입력을 형성하는 메커니즘 시스템을 포함합니다. 또한 성능을 모니터링하고 움직임을 계획하는 컴퓨터와 센서(종종 기계 시스템이라고 함)도 포함될 수 있습니다.

르네상스 시대의 자연 철학자들은 부하를 움직이게 하고 출력력 대 입력력의 비율을 계산하는 기본 장치인 6개의 단순 기계를 식별했으며, 오늘날 기계적 이점으로 알려져 있습니다.

현대 기계는 구조적 요소, 메커니즘 및 제어 구성 요소로 구성되고 편리한 사용을 위한 인터페이스를 포함하는 복잡한 시스템입니다.

예로는 자동차, 보트 및 비행기와 같은 광범위한 차량; 컴퓨터, 건물 공기 처리 및 물 처리 시스템을 포함한 가정 및 사무실의 가전제품; 뿐만 아니라 농기계, 공작 기계, 공장 자동화 시스템 및 로봇.

 

 

기계의 작동

기계의 작동은 화학, 열, 전기 또는 원자력 에너지를 기계적 에너지로 또는 그 반대로 변환하는 것을 포함할 수 있으며, 그 기능은 단순히 힘과 운동을 수정하고 전달하는 것일 수 있습니다. 모든 기계에는 입력, 출력, 변형 또는 수정 및 전송 장치가 있습니다.

기류, 흐르는 물, 석탄, 석유 또는 우라늄과 같은 자연 소스에서 입력 에너지를 받아 기계적 에너지로 변환하는 기계를 원동기라고 합니다. 풍차, 물레방아, 터빈, 증기 기관 및 내연 기관이 원동기입니다.

이러한 기계에서 입력은 다양합니다. 출력은 일반적으로 발전기, 유압 펌프 또는 공기 압축기와 같은 다른 기계의 입력으로 사용할 수 있는 회전 샤프트입니다. 후자의 세 가지 장치 모두 발전기로 분류될 수 있습니다. 전기, 유압 및 공압 에너지의 출력은 전기, 유압 또는 공기 모터에 대한 입력으로 사용될 수 있습니다.

이 모터는 재료 처리, 포장 또는 운반 기계 또는 재봉틀 및 세탁기와 같은 기기와 같은 다양한 출력을 가진 기계를 구동하는 데 사용할 수 있습니다.

후자 유형의 모든 기계와 원동기, 발전기 또는 모터가 아닌 다른 모든 기계는 작동자로 분류될 수 있습니다. 이 범주에는 계산기 및 타자기와 같은 모든 종류의 수동 조작 기기도 포함됩니다.

경우에 따라 모든 범주의 기계가 하나의 장치로 결합됩니다. 예를 들어, 디젤-전기 기관차에서 디젤 엔진은 발전기를 구동하는 원동기이며, 이는 차례로 바퀴를 구동하는 모터에 전류를 공급합니다.

 

기계의 메커니즘

정의에 따르면 힘과 운동은 모두 기계에서 전달되고 수정됩니다. 주어진 입력 동작에서 필요한 출력 동작을 생성하기 위해 기계의 부품이 상호 연결되고 안내되는 방식을 기계의 메커니즘이라고 합니다.

왕복 엔진의 피스톤, 커넥팅 로드, 크랭크축은 피스톤의 직선 운동을 크랭크축의 회전 운동으로 바꾸는 메커니즘을 구성합니다.

기계의 작동에는 힘과 운동이 모두 관련되어 있지만 기계의 주요 기능은 힘의 증폭이나 운동의 수정일 수 있습니다. 레버는 본질적으로 힘을 증가시키는 역할을 하는 반면, 기어박스는 감속기로 가장 많이 사용됩니다.

그러나 기계의 운동과 힘은 분리할 수 없으며 항상 반비례합니다. 레버에 가해지는 출력의 힘은 입력의 힘보다 크지만 출력의 움직임은 입력의 움직임보다 작습니다.

마찬가지로 기어 감속기의 출력 속도는 입력 속도보다 작지만 출력 토크는 입력 토크보다 큽니다. 첫 번째 경우에는 힘의 증가가 운동의 손실을 동반하는 반면, 두 번째 경우의 운동 손실은 토크의 증가를 동반합니다.

일부 기계의 주요 기능은 식별할 수 있지만 모든 기계를 힘 또는 동작 수정자로 분류하는 것은 어려울 수 있습니다. 일부 기계는 두 범주에 모두 속합니다. 그러나 모든 기계는 동작 수정 기능을 수행해야 합니다. 기계 장치의 부품이 움직이지 않으면 기계가 아니라 구조이기 때문입니다.