Человеческие существа создали производственные инструменты в практике труда, и некоторые из самых ранних изобретенных простых инструментов позже развились в простые машины, включая клинки, наклонки, спирали, рычаги и шкивы.Простые машины и их механические принципы обсуждались в Книге Мо Цзина (The Book of Mo-Jing), написанной в период Воюющих Государств Китая, и в работах Архимеда в Древней Греции.
Сначала люди применяют простую технику в основном с целью получения механических выгод, то есть небольшую силу для получения большой силы, или известный как увеличение силы.Если движущая сила, приложенная к машине, является входной силой, а сила, полученная от машины, является выходной силой, то механическая выгода определяется как отношение выходной силы к входной силе.Помимо возможности изменения величины силы, простые машины иногда используются для изменения направления силы или положения точки действия.Кроме того, для увеличения перемещения иногда используются простые машины.Например, указатель на счетчик, pinцеты и т. п.,В этом случае входная сила больше выходной силы.
Простые машины работают в статическом или низкоскоростном состоянии движения, анализируют его принцип работы, могут применять условия равновесия силы и момента для соотношения между входной силой и выходной силой, эти простые машины содержатся в формуле геометрических параметров, таких как угол расщепления клина, угол уклона и угол винтовой резьбы, опорный пункт рычага к силовой точке расстояние и радиус ролика, Если геометрические параметры простой машины изменяются в соответствии с этим соотношением, то небольшая (или большая) входная сила может быть сбалансирована с большой (или небольшой) выходной силой.
Принцип механической работы При работе простой машины ее движение можно разделить на перевод и вращение.Для этих двух различных форм движения можно использовать разные методы для расчета работы, выполняемой силой.Вычисляется произведение величины силы и расстояния, которое перемещается точка действия в направлении линии силы.Для расчета вращения используется произведение величины крутящего момента и угла вращения вокруг оси крутящего момента.В целом положительная работа, выполняемая входной силой, называется входной работой.Отрицательная работа, выполненная выходной силой, называется выходной работой.Когда простая машина находится в равновесии, алгебраическая сумма входной работы и выходной работы равна нулю, или входной работы и выходной работы равны по величине.Это называется принципом механической работы.Это показывает, что, хотя простые машины могут сэкономить усилия, они не могут сэкономить работу.Входная сила мала, но расстояние движения точки действия большое.Выходная сила большая, но расстояние перемещения точки действия мало.Так называемый «золотой закон» механики: «Прибегайте силой, проигрывайте скоростью.Еще в XVI веке, когда Галилей изучал равновесие тяжелых объектов на наклонных плоскостях, он обнаружил, что это был принцип механической работы, который был выведен из практики.
Работа, потребляемая трением (см. трение), следует учитывать при изучении простых машин, таких как склоны и спирали.Принцип механической работы затем выражается как алгебраическая сумма работы, потребленной входной работой, выходной работой и трением, равна нулю.Значение выходной работы меньше, чем значение входной работы.Соотношение выходной работы к входной работе называется механической эффективностью.При трении, механическая эффективность всегда меньше 1.
Применение простых машин Хотя простые машины очень старые, но они все еще широко используются в различных современных машинах и приборах.Простые машины различных форм или эволюций можно найти во многих машинах.Одним из типичных примеров является спиральное устройство погрузки в машине для испытания прочности материала, клиновое зажимное устройство, записывающее устройство, состоящее из рычагов и шкивы и т. д. Ручки в металлорезательных станках в основном развиваются из рычагов, зажимные устройства в основном развиваются из клинтов и наклонных плоскостей, а ведущие винты являются прямым применением вертикалей.Коски и спирали чаще используются в транспортных и подъемных устройствах и оборудовании для материала.Эти примеры показывают, что простая техника является одной из основ современной техники.
Машины очень древние, но они все еще широко используются в различных современных машинах и приборах.Простые машины различных форм или эволюций можно найти во многих машинах.Одним из типичных примеров является спиральное устройство погрузки в машине для испытания прочности материала, клиновое зажимное устройство, записывающее устройство, состоящее из рычагов и шкивы и т. д. Ручки в металлорезательных станках в основном развиваются из рычагов, зажимные устройства в основном развиваются из клинтов и наклонных плоскостей, а ведущие винты являются прямым применением вертикалей.Коски и спирали чаще используются в транспортных и подъемных устройствах и оборудовании для материала.Эти примеры показывают, что простая техника является одной из основ современной техники.
