Кіріспе
Күштің бағытын немесе шамасын өзгертетін механикалық құрылғы – физикадағы ұғым.
the concept in physics
A simple machine is a mechanical device that changes the direction or magnitude of a force. In general, they can be defined as the simplest mechanisms that use mechanical advantage (also called leverage) to multiply force. Usually the term refers to the six classical simple machines that were defined by Renaissance scientists:
Lever
Wheel and axle
Pulley
Inclined plane
Wedge
Screw
A simple machine uses a single applied force to do work against a single load force. Ignoring friction losses, the work done on the load is equal to the work done by the applied force. The machine can increase the amount of the output force, at the cost of a proportional decrease in the distance moved by the load. The ratio of the output to the applied force is called the mechanical advantage. Simple machines can be regarded as the elementary "building blocks" of which all more complicated machines (sometimes called "compound machines") are composed. For example, wheels, levers, and pulleys are all used in the mechanism of a bicycle. The mechanical advantage of a compound machine is just the product of the mechanical advantages of the simple machines of which it is composed. Although they continue to be of great importance in mechanics and applied science, modern mechanics has moved beyond the view of the simple machines as the ultimate building blocks of which all machines are composed, which arose in the Renaissance as a neoclassical amplification of ancient Greek texts. The great variety and sophistication of modern machine linkages, which arose during the Industrial Revolution, is inadequately described by these six simple categories. Various post Renaissance authors have compiled expanded lists of "simple machines", often using terms like basic machines, had identified hundreds of machine elements, calling them simple machines. Modern machine theory analyzes machines as kinematic chains composed of elementary linkages called kinematic pairs.
Қарапайым машина – күштің бағытын немесе шамасын өзгертетін механикалық құрылғы. Жалпы, оларды күшті көбейту үшін механикалық артықшылықты (тетік деп те аталады) пайдаланатын ең қарапайым механизмдер ретінде анықтауға болады. Әдетте бұл термин Ренессанс ғалымдары анықтаған алты классикалық қарапайым машинаны білдіреді:
* Рычаг (етек)
* Дөңгелек және ось
* Шалғы (блок)
* Еңіс жазықтық
* Таяқ (күн)
* Бұранда
the concept in physics
A simple machine is a mechanical device that changes the direction or magnitude of a force. In general, they can be defined as the simplest mechanisms that use mechanical advantage (also called leverage) to multiply force. Usually the term refers to the six classical simple machines that were defined by Renaissance scientists:
Lever
Wheel and axle
Pulley
Inclined plane
Wedge
Screw
A simple machine uses a single applied force to do work against a single load force. Ignoring friction losses, the work done on the load is equal to the work done by the applied force. The machine can increase the amount of the output force, at the cost of a proportional decrease in the distance moved by the load. The ratio of the output to the applied force is called the mechanical advantage. Simple machines can be regarded as the elementary "building blocks" of which all more complicated machines (sometimes called "compound machines") are composed. For example, wheels, levers, and pulleys are all used in the mechanism of a bicycle. The mechanical advantage of a compound machine is just the product of the mechanical advantages of the simple machines of which it is composed. Although they continue to be of great importance in mechanics and applied science, modern mechanics has moved beyond the view of the simple machines as the ultimate building blocks of which all machines are composed, which arose in the Renaissance as a neoclassical amplification of ancient Greek texts. The great variety and sophistication of modern machine linkages, which arose during the Industrial Revolution, is inadequately described by these six simple categories. Various post Renaissance authors have compiled expanded lists of "simple machines", often using terms like basic machines, had identified hundreds of machine elements, calling them simple machines. Modern machine theory analyzes machines as kinematic chains composed of elementary linkages called kinematic pairs.
Қарапайым машина бір жүктеме күшін жұмыс істеуге арналған бір күшті қолданады. Ұғымдық жоғалтуларды ескермеу, жүктемеге жасалған жұмыс қолданылатын күшпен жасалған жұмысқа тең. Машина шығыс күшінің мөлшерін көбейте алады, бірақ бұл жүктемемен қозғалған қашықтықтың пропорционалды түрде азаюымен байланысты. Шығыс күшінің қолданылған күшке қатынасын механикалық артықшылық деп атайды. Қарапайым машиналарды барлық күрделі машиналардың (кейде "құрама машиналар" деп аталады) құрамына кіретін негізгі "құрылыс блоктары" ретінде қарастыруға болады. Мысалы, велосипед механизмінде дөңгелектер, рычагтар және шкивтер қолданылады. Құрама машинаның механикалық артықшылығы – одан құралған қарапайым машиналардың механикалық артықшылықтарының көбейтіндісі. Олар механикада және қолданбалы ғылымда маңызды болып қала берсе де, қазіргі заманғы механика қарапайым машиналарды барлық машиналардың түпкі құрылыс блоктары ретінде қарастырудан асып түсті, бұл Ренессанс кезінде ежелгі грек мәтіндерінің неоклассикалық кеңейтілуі ретінде пайда болды. Өнеркәсіптік революция кезінде пайда болған қазіргі заманғы машина байланыстарының әртүрлілігі мен күрделілігі осы алты қарапайым категориямен толық сипатталмайды. Ренессанстан кейінгі авторлар "қарапайым машиналардың" кеңейтілген тізімдерін жасады, көбінесе "негізгі машиналар" сияқты терминдерді қолданып, жүздеген машина элементтерін анықтап, оларды қарапайым машиналар деп атады. Қазіргі заманғы машина теориясы машиналарды кинематикалық тізбектер ретінде талдайды, олар кинематикалық жұптар деп аталатын элементтік байланыстардан тұрады.
the concept in physics
A simple machine is a mechanical device that changes the direction or magnitude of a force. In general, they can be defined as the simplest mechanisms that use mechanical advantage (also called leverage) to multiply force. Usually the term refers to the six classical simple machines that were defined by Renaissance scientists:
Lever
Wheel and axle
Pulley
Inclined plane
Wedge
Screw
A simple machine uses a single applied force to do work against a single load force. Ignoring friction losses, the work done on the load is equal to the work done by the applied force. The machine can increase the amount of the output force, at the cost of a proportional decrease in the distance moved by the load. The ratio of the output to the applied force is called the mechanical advantage. Simple machines can be regarded as the elementary "building blocks" of which all more complicated machines (sometimes called "compound machines") are composed. For example, wheels, levers, and pulleys are all used in the mechanism of a bicycle. The mechanical advantage of a compound machine is just the product of the mechanical advantages of the simple machines of which it is composed. Although they continue to be of great importance in mechanics and applied science, modern mechanics has moved beyond the view of the simple machines as the ultimate building blocks of which all machines are composed, which arose in the Renaissance as a neoclassical amplification of ancient Greek texts. The great variety and sophistication of modern machine linkages, which arose during the Industrial Revolution, is inadequately described by these six simple categories. Various post Renaissance authors have compiled expanded lists of "simple machines", often using terms like basic machines, had identified hundreds of machine elements, calling them simple machines. Modern machine theory analyzes machines as kinematic chains composed of elementary linkages called kinematic pairs.
Тарих
Қарапайым машина идеясы грек философы Архимедпен б.з.д. 3 ғасыр шамасында пайда болды, ол Архимедтің қарапайым машиналарын – рычаг, шкив және бұранданы зерттеді. Ол механикалық үлестің принципін ашты. Архимедтің рычагқа қатысты әйгілі сөзі: "Маған тұруға орын беріңіз, мен Жерді қозғалтам" (δῶς μοι πᾶ στῶ καὶ τὰν γᾶν κινάσω) – механикалық артықшылықты пайдалану арқылы күштің шексіз деңгейде күшейтілуіне қол жеткізуге болатынын көрсетеді. Кейінгі грек философтары классикалық бес қарапайым машинаны (еңіс жазықтықты қоспағанда) анықтап, олардың (идеалдық) механикалық артықшылығын есептеуге қол жеткізді. Алайда гректердің түсінігі қарапайым машиналардың статикасымен (күштердің тепе-теңдігі) шектелді, және динамиканы, күш пен қашықтық арасындағы қатынасты, немесе жұмыс ұғымын қамтымады. Ренессанс кезінде қарапайым машиналар деп аталатын механикалық күштердің динамикасы, олардың қаншалықты жүктемені көтере алатыны тұрғысынан, сондай-ақ қолданатын күштерімен қатар зерттеле бастады, бұл ақырында механикалық жұмыс туралы жаңа түсінікке әкелді. 1586 жылы фламанд инженері Саймон Стевин еңіс жазықтықтың механикалық артықшылығын анықтап, оны басқа қарапайым машиналардың қатарына қосты. Қарапайым машиналардың толық динамикалық теориясын 1600 жылы итальян ғалымы Галилео Галилей "Механика туралы" (Le Meccaniche) еңбегінде жасады, онда ол машиналардың күш күшейткіш ретіндегі математикалық ұқсастығын көрсетті. Ол қарапайым машиналар энергияны жаратпайтынын, тек түрлендіретінін алғаш рет түсіндірді.
Қазіргі заманғы машина теориясы
Машиналар күштер мен қозғалысты жеткізетін атқарушы механизмдер мен механизмдерден құралған механикалық жүйелер ретінде зерттеледі, олар сенсорлар мен басқару құрылғыларымен бақыланады. Атқарушы механизмдер мен механизмдердің құрамдас бөліктері кинематикалық тізбектер құрайтын байланыстар мен буындардан тұрады.
Кинематикалық тізбектер
Қарапайым машиналар – бу машинасынан робот манипуляторларына дейінгі механикалық жүйелерді модельдеу үшін қолданылатын кинематикалық тізбектердің қарапайым мысалдары. Бұрыш тірегін құрайтын және дөңгелек-ось және шкивтердің айналуына мүмкіндік беретін подшипниктер, шартырлы буын деп аталатын кинематикалық жұптың мысалы болып табылады. Сол сияқты, көлбеу жазықтықтың және кенелердің жазық беттері жылғалы буын деп аталатын кинематикалық жұптың мысалы болып табылады. Бұранда көбінесе спиральді буын деп аталатын жеке кинематикалық жұп ретінде қарастырылады. Екі рычаг немесе кривошип, бір кривошиптің шығысын екіншісінің кірісіне қосып, жазық төрт буынды механизмды құру үшін біріктіріледі. Қосымша буындар алты буынды механизмды құру үшін немесе тізбектей қосылып робот жасау үшін бекітілуі мүмкін. Бұл көрсетілімі машинаның негізгі элементтері – қозғалысты қамтамасыз ететін буындар немесе байланыстар екенін көрсетеді. Айналма буын, жылғалы буын, камералы буын және тісті буын сияқты төрт түрлі буыннан бастап, сондай-ақ кабельдер мен белбеулер сияқты байланысты қосылыстарды пайдалана отырып, машинаны осы буындарды жалғайтын қатты бөліктердің жиынтығы ретінде түсінуге болады.
Кинематикалық синтез
Қажетті қозғалыс пен күшті беруді іске асыратын механизмдерді құрастыру кинематикалық синтез деп аталады. Бұл – байланыстарды, керуен мен ізбесіш механизмдерді, тісті дөңгелектерді және тісті берілістерді механикалық жобалауға арналған геометриялық әдістер жиынтығы.