regs|duimnael|'n Honda F1-renmotorenjin 'n Masjien (of meganiese toestel) is 'n meganiese struktuur wat krag gebruik om kragte uit te oefen en beweging te beheer om 'n beoogde aksie uit te voer. Masjiene kan deur diere en mense aangedryf word, deur natuurkragte soos wind en water, en deur chemiese, termiese of elektriese krag, en bevat 'n stelsel van meganismes wat die aktuator-insette vorm om 'n spesifieke toepassing van uitsetkragte en beweging te bewerkstellig. Dit kan ook rekenaars en sensors insluit wat werkverrigting monitor en beweging beplan en word dikwels meganiese stelsels genoem.
Filosowe uit die Renaissance het ses eenvoudige masjiene geïdentifiseer, wat die elementêre toerusting was wat 'n vrag in beweging gebring het, en die verhouding tussen die uitsetkrag en die insetkrag bereken, wat vandag bekend staan as meganiese voordeel.
Moderne masjiene is komplekse stelsels wat bestaan uit strukturele elemente, meganismes en beheerkomponente en bevat koppelvlakke vir maklike gebruik. Voorbeelde hiervan is 'n wye verskeidenheid voertuie, soos motors, bote en vliegtuie, toerusting in die huis en kantoor, insluitend rekenaars, die bou van lugbehandelings- en waterhanteringstelsels, sowel as plaas masjinerie, masjiengereedskap en fabrieksautomatiseringstelsels en robotte. regs|duimnael|400px|James Albert Bonsack se sigaretrolmasjien, is uitgevind in 1880 en gepatenteer in 1881
Etimologie Die Engelse woord masjien kom deur middel-Frans uit Latynse machina, wat op sy beurt afkomstig is van die Grieks (Doric μαχανά makhana, Ionic μηχανή mekhane "contrivance, machine, engine","μηχανή" , Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus project 'n afleiding van μῆχος mekhos "beteken, handig, oplossing""μῆχος" , Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus project).Oxford Dictionaries, machine ). Die woord meganiese (Grieks: μηχανικός) kom van dieselfde Griekse wortels. 'n Breër betekenis van "stof, struktuur" word in klassieke Latyn aangetref, maar nie in Grieks gebruik nie. Hierdie betekenis word in die laat-Middeleeuse Frans aangetref en word in die middel van die 16de eeu van Frans in Engels aangeneem.
In die 17de eeu kan die woord ook 'n skema of intrige beteken, wat nou deur die afgeleide bewerking uitgedruk word. Die moderne betekenis ontwikkel uit die gespesialiseerde toepassing van die term op toneelmotore wat in teater gebruik word en op militêre belegmotore, beide in die laat 16de en vroeë 17de eeu. Die OED spoor die formele, moderne betekenis aan John Harris 'Lexicon Technicum (1704), wat die volgende bevat:
Die masjien, of die enjin in meganika, is hoegenaamd voldoende om die beweging van 'n liggaam op te lig of te stop ... Eenvoudige masjiene word gewoonlik gereken as ses in getal, naamlik. die balans, hefboom, katrol, wiel, wig en skroef ... Saamgestelde masjiene, of enjins, is ontelbaar.
Die woord motor wat deur Harris sowel as in latere taal as 'n (byna) sinoniem gebruik word, spruit uiteindelik (via Ou Frans) uit Latynse ingenium "vindingrykheid, 'n uitvindsel".
Geskiedenis regs|duimnael|Kliphandbyl gevind in Winchester. Die handbyl is die eerste voorbeeld van 'n wig, die oudste van die ses klassieke eenvoudige masjiene, waarop die meeste masjiene gebaseer is. Die tweede oudste eenvoudige masjien was die skuinshelling (oprit)Karl von Langsdorf (1826) Machinenkunde, quoted in wat sedert die prehistoriese tyd gebruik is om swaar voorwerpe te beweeg.Therese McGuire, Light on Sacred Stones, in
Die ander vier eenvoudige masjiene is in die ou Nabye Ooste uitgevind. Die wiel, tesame met die wiel- en asmeganisme, is in Mesopotamië (moderne Irak) uitgevind gedurende die 5de millennium v.C. Die hefboommeganisme het ongeveer 5 000 jaar gelede vir die eerste keer in die Nabye Ooste verskyn, waar dit op 'n eenvoudige balansskaal gebruik is, en om groot voorwerpe in antieke Egiptiese tegnologie te skuif. Die hefboom is ook gebruik in die shadoof-waterheffingsapparaat, die eerste hyskraanmasjien, wat verskyn het in Mesopotamië omstreeks 3000 v.C., en toe in die antieke Egiptiese tegnologie rondom 2000 v.C.. Die vroegste bewyse van katrolle dateer uit Mesopotamië in die vroeë 2de millennium v.C., en antieke Egipte tydens die twaalfde dinastie (1991 v.C–1802 v.C). Die skroef, die laaste van die eenvoudige masjiene wat uitgevind moes word, verskyn eers in Mesopotamië gedurende die Neo-Assiriese periode (911-609 v.C.). Die Egiptiese piramides is gebou met behulp van drie van die ses eenvoudige masjiene, die skuinsvlak, die wig en die hefboom, om strukture soos die Groot Piramide van Giza te konstrueer.
Drie van die eenvoudige masjiene is rondom die 3de eeu v.C. deur die Griekse filosoof Archimedes bestudeer en beskryf: die hefboom, katrol en skroef. Archimedes het die beginsel van meganiese voordeel in die hefboom ontdek. Later het Griekse filosowe die klassieke vyf eenvoudige masjiene (met uitsondering van die skuinshelling) gedefinieer en kon hul meganiese voordeel grofweg bereken. Heron van Alexandrië (ongeveer 10–75 n.C.) noem in sy werk Mechanics vyf meganismes wat 'n vrag in beweging kan bring; hefboom, windglas, katrol, wig en skroef, en beskryf die vervaardiging en gebruike daarvan. Die Grieke se begrip was egter beperk tot statika (die balans van kragte) en het nie dinamika (die afwisseling tussen krag en afstand) of die konsep arbeid ingesluit nie.
Die vroegste praktiese watergedrewe masjiene, die waterwiel en die watermolen, het eers in die vroeë 4de eeu v.C. in die Persiese Ryk verskyn, in wat nou Irak en Iran is. Die vroegste praktiese windaangedrewe masjiene, die windmeul en die windpomp, het eers in die Moslem-wêreld verskyn gedurende die Islamitiese Goue Tydperk, in die huidige Iran, Afghanistan en Pakistan, teen die 19de eeu n.C.Ahmad Y Hassan, Donald Routledge Hill (1986). Islamic Technology: An illustrated history, p. 54. Cambridge University Press. . Die vroegste praktiese stoomaangedrewe masjien was 'n stoomkraan aangedryf deur 'n stoomturbine, wat in 1551 deur Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf in Ottomaanse Egipte beskryf is.
Die katoenvin is teen die 6de eeu n.C. in Indië uitgevind, en die spinwiel is teen die vroeë elfde eeu in die Islamitiese wêreld uitgevind, wat albei van fundamentele belang was vir die groei van die katoenbedryf. Die spinwiel was ook 'n voorloper van die draaiende jenny, wat 'n belangrike ontwikkeling was tydens die vroeë Industriële Revolusie in die 18de eeu. Die krukas en nokas is uitgevind deur Al-Jazari in die noorde van Mesopotamië omstreeks 1206, en hulle het later sentraal geword in moderne masjinerie soos die stoomenjin, binnebrandenjin en outomatiese kontroles
Die vroegste programmeerbare masjiene is in die Moslem-wêreld ontwikkel. 'n Musiekvolgorde, 'n programmeerbare musiekinstrument, was die vroegste tipe programmeerbare masjien. Die eerste musiekvolgorde was 'n outomatiese fluitspeler wat in die negentiende eeu deur die Banu Musa-broers uitgevind is, soos beskryf in hul Book of Ingenious Devices. In 1206 het Al-Jazari programmeerbare outomate / robotte uitgevind. Hy het vier outomatiese musikante beskryf, insluitend tromspelers wat deur 'n programmeerbare drommasjien bedryf word, waar hulle gemaak kan word om verskillende ritmes en verskillende trompatrone te speel. Die kasteelklok, 'n meganiese sterrekundige horlosie wat deur Al-Jazari uitgevind is, was die eerste programmeerbare analoogrekenaar
Gedurende die Renaissance het die dinamika van die meganiese kragte, soos die eenvoudige masjiene genoem is, begin bestudeer vanuit die oogpunt van hoeveel nuttige werk hulle kon verrig, wat uiteindelik tot die nuwe konsep van meganiese werk gelei het. In 1586 het die Vlaamse ingenieur Simon Stevin die meganiese voordeel van die skuinsvlak verkry, en dit is by die ander eenvoudige masjiene ingesluit. Die volledige dinamiese teorie van eenvoudige masjiene is in 1600 deur die Italiaanse wetenskaplike Galileo Galilei in Le Meccaniche ('On Mechanics') uitgewerk. Hy was die eerste om te verstaan dat eenvoudige masjiene nie energie skep nie, maar dit bloot transformeer.
Die klassieke reëls vir skuifwrywing in masjiene is deur Leonardo da Vinci (1452–1519) ontdek, maar het dit nie in sy notaboeke gepubliseer nie. Hulle is herontdek deur Guillaume Amontons (1699) en is verder ontwikkel deur Charles-Augustin de Coulomb (1785).
James Watt het sy parallelle bewegingsverbinding in 1782 gepatenteer, wat die dubbelwerkende stoomenjin prakties maak. Die Boulton- en Watt-stoomenjin en ontwerp later stoomlokomotiewe, stoomskepe en fabrieke.
Die Industriële Revolusie was 'n periode van 1750 tot 1850 waar veranderinge in landbou, vervaardiging, mynbou, vervoer en tegnologie 'n diepgaande uitwerking gehad het op die sosiale, ekonomiese en kulturele toestande van die tyd. Dit het in die Verenigde Koninkryk begin en daarna versprei oor die hele Wes-Europa, Noord-Amerika, Japan en uiteindelik die res van die wêreld.
Vanaf die latere deel van die 18de eeu, het daar 'n oorgang in dele van Groot-Brittanje se voorheen handearbeid en konsep-dier-gebaseerde ekonomie begin na die vervaardiging van masjiene. Dit het begin met die meganisering van die tekstielbedryf, die ontwikkeling van ystertegnieke en die toenemende gebruik van verfynde steenkool
Eenvoudige masjiene duimnael|387x387px|Tabel van eenvoudige meganismes, van die Kamers' Cyclopædia, 1728.. Eenvoudige masjiene verskaf 'n "woordeskat" vir die begrip van meer komplekse masjiene. Die idee dat 'n masjien in eenvoudige beweegbare elemente ontbind kan word, het Archimedes laat gelei om die hefboom, katrol en skroef as eenvoudige masjiene te definieer. Teen die tyd van die Renaissance het hierdie lys toegeneem tot die wiel en as, wig en hellende vlak. Die moderne benadering tot die karakterisering van masjiene fokus op die komponente wat beweging moontlik maak, bekend as gewrigte.
Wig (handbyl): Miskien is die eerste voorbeeld van 'n toestel wat ontwerp is om krag te bestuur, die handbyl. 'n Handbyl word gemaak deur klip, meestal vuursteen, om 'n wig te vorm. 'n Wig is 'n eenvoudige masjien wat die sykrag en beweging van die werktuig omskep in 'n dwars splitsende krag en beweging van die werkstuk. Die beskikbare krag word beperk deur die inspanning van die persoon wat die instrument gebruik, maar omdat krag die produk van krag en beweging is, versterk die wig die krag deur die beweging te verminder. Hierdie versterking, of meganiese voordeel, is die verhouding van die insetspoed tot die uitvoerspoed. Vir 'n wig word dit gegee deur 1 / tanα, waar α die punthoek is. Die gesigte van 'n wig is as reguit lyne gemodelleer om 'n skuif- of prismatiese las te vorm.
Hefboom: Die hefboom is nog 'n belangrike en eenvoudige toestel om krag te bestuur. Dit is 'n liggaam wat op 'n draaipunt draai. Aangesien die snelheid van 'n punt verder van die draaipunt groter is as die snelheid van 'n punt naby die spilpunt, word kragte wat ver van die spilpunt toegepas word, versterk naby die spilpunt deur die gepaardgaande afname in snelheid. As a die afstand is vanaf die spilpunt na die punt waar die insetkrag toegepas word en b die afstand is tot die punt waar die uitgangskrag toegepas word, dan is a / b die meganiese voordeel van die hefboom. Die steunpunt van 'n hefboom is gemodelleer as 'n skarnier- of draaibou.
Wiel: Die wiel is 'n belangrike vroeë masjien, soos die wa. 'n Wiel gebruik die hefboomwet om die krag wat nodig is om wrywing te oorkom wanneer 'n vrag getrek word, te verminder. Om hierdie kennisgewing te sien, is die wrywing wat verband hou met die trek van 'n vrag op die grond ongeveer dieselfde as die wrywing in 'n eenvoudige laer wat die las op die as van 'n wiel ondersteun. Die wiel vorm egter 'n hefboom wat die trekkrag vergroot sodat dit die wrywingweerstand in die laer oorkom.