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机械

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机械是由机械结构机构)组成,机械结构再由机械元件(构件)组成,是机械工程学的一个基本概念。机械就是能帮助人们节省工作难度或省力的工具装置。有一些机械单纯转换力的大小或(及)方向,被称为简单机械。而复杂机械就是由二种或二种以上的简单机械构成。

概念来源

机械之英语machine源自于希腊语mēchanē (Μηχανή)[1]拉丁语machina,原指“巧妙的设计”,主要是为了与手工工具区别。

古罗马建筑师维特鲁威(Vitruvii)在其著作《建筑十书》中对于搬运重物发挥效力的机械(machane)和工具(organon)作了区别:即机械是以很大的力量而发生效果的,如重弩炮和葡萄压榨机;而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的,如蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置

英国机械学家威利斯(Robert Willis)在其《机械学原理》(The Principles of Mechanism,1841年)所给的定义是:“任何机械(machine)都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成,使其一个构件运动,其余构件将发生一定的运动,这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”德国机械学家勒洛(Franz Reuleaux)在其《理论运动学》(Theoretische Kinematik,Grundzüge einer Theorie des Maschienenwesens,1875年)中的定义为“机械是多个具有抵抗力之物体的组合体,其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功,同时伴随着一定的确定运动。”

中文“机械”词中的“机”在古汉语中原指某种、某类特定的装置。《尚书·太甲》有“若虞机张,往省括于度,则释”。《庄子·齐物论》:“其发若机括。”《释文》称:“机,弩牙;括,箭括。”《说文解字》对“”的解释是“机,主发者也”,指弩机。《庄子·山林》道:“丰狐,文豹……不免于网罗机辟之患”即指夹子一类的装置。古代之“机抒”指织布机。《淮南子·氾论》载“伯余之初作衣也,……手经指挂,其成犹网罗。后世为之机抒胜复以便其用。”《史记·郦生传》有“农夫释耒,二女下机”。由此可知,“机”之本意指机械装置中构成转动副的转动构件。“”在古代中国指器械、器物等实物。《庄子·天地》载“有械鱼此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多”,其“械”在此为一般器械或器具;《墨子·公输》:“公输般为楚造云梯之械”在此指兵器;《汉书·司马迁传》载:“淮阴(韩信),王也,受械于陈”,在此“械”指刑具。《庄子·外篇·天地第十二》载“......子贡曰:‘有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多,夫子不欲乎?’为圃者仰而视之曰:‘奈何?’曰:‘凿木为机,后重前轻,挈水若抽,数如汤,其名曰槔。’为圃者忿然作色而笑曰:‘吾闻之吾师,有机者必有机事,有机事者必有机心。机心存于胸中,则纯白不备。纯白不备,则神生不定。神生不定者,道之所不载也。吾非不知,羞而不为也。’子贡瞒然,俯而不对。”这段对话为子贡与老人的对话给出了机械的概念界定即“机械是能用力甚寡而见功多的器械”。《韩非子》卷十五《难》二中有类似的论述:“审于地形、舟车、机械之利,用力少,致功大则则入多。”故此中国最持在战国时期已形成了与现代机械工程学之“机械”含义较相近的概念。

定义与特征

机械是一种人为的实物构件的组合,各部分构件必须实现相互的、单一的、规定的刚体运动,把施加的能量转变为最有用的形式,或转变为有效的机械功。

机械是机构和机器泛称。机器具备机构的特征外,还必须具备第三个特征:即能代替人类的劳动,以完成有用的机械功或转换机械能,故机器是能转换机械能或完成有用的机械功的机构。机器是带有驱动装置的机构。

参见

参考文献

  1. ^ The American Heritage Dictionary, Second College Edition. Houghton Mifflin Co., 1985.
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