機械

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機械是由機械結構機構)組成,機械結構再由機械元件機件)組成,是機械工程學的一個基本概念。機械就是能幫助人們節省工作難度或省力的工具裝置。有一些機械單純轉換力的大小或(及)方向,被稱為簡單機械。而複雜機械就是由二種或二種以上的簡單機械構成。

概念來源[編輯]

機械之英語machine源自於希臘語mēchanē (Μηχανή)[1]拉丁語machina,原指「巧妙的設計」,主要是為了與手工工具區別。

古羅馬建築師維特魯威(Vitruvii)在其著作《建築十書》中對於搬運重物發揮效力的機械(machane)和工具(organon)作了區別:即機械是以很大的力量而發生效果的,如重弩炮和葡萄壓榨機;而工具則是一名操縱人員慎重地處理來達到目的的,如蠍形輕弩炮或不等圓的螺旋裝置

英國機械學家威利斯(Robert Willis)在其《機械學原理》(The Principles of Mechanism,1841年)所給的定義是:「任何機械(machine)都是由用各種不同方式連接起來的一組構件組成,使其一個構件運動,其餘構件將發生一定的運動,這些構件與最初運動之構件的相對運動關係取決於它們之間連接的性質。」德國機械學家勒洛(Franz Reuleaux)在其《理論運動學》(Theoretische Kinematik,Grundzüge einer Theorie des Maschienenwesens,1875年)中的定義為「機械是多個具有抵抗力之物體的組合體,其配置方式使得能夠藉助它們強迫自然界的機械力做功,同時伴隨著一定的確定運動。」

中文「機械」詞中的「機」在古漢語中原指某種、某類特定的裝置。《尚書·太甲》有「若虞機張,往省括於度,則釋」。《莊子·齊物論》:「其發若機括。」《釋文》稱:「機,弩牙;括,箭括。」《說文解字》對「」的解釋是「機,主發者也」,指弩機。《莊子·山林》道:「豐狐,文豹……不免於網羅機辟之患」即指夾子一類的裝置。古代之「機抒」指織布機。《淮南子·氾論》載「伯余之初作衣也,……手經指掛,其成猶網羅。後世為之機抒勝復以便其用。」《史記·酈生傳》有「農夫釋耒,二女下機」。由此可知,「機」之本意指機械裝置中構成轉動副的轉動構件。「」在古代中國指器械、器物等實物。《莊子·天地》載「有械魚此,一日浸百畦,用力甚寡而見功多」,其「械」在此為一般器械或器具;《墨子·公輸》:「公輸般為楚造雲梯之械」在此指兵器;《漢書·司馬遷傳》載:「淮陰(韓信),王也,受械於陳」,在此「械」指刑具。《莊子·外篇·天地第十二》載「......子貢曰:『有械於此,一日浸百畦,用力甚寡而見功多,夫子不欲乎?』為圃者仰而視之曰:『奈何?』曰:『鑿木為機,後重前輕,挈水若抽,數如湯,其名曰槔。』為圃者忿然作色而笑曰:『吾聞之吾師,有機者必有機事,有機事者必有機心。機心存於胸中,則純白不備。純白不備,則神生不定。神生不定者,道之所不載也。吾非不知,羞而不為也。』子貢瞞然,俯而不對。」這段對話為子貢與老人的對話給出了機械的概念界定即「機械是能用力甚寡而見功多的器械」。《韓非子》卷十五《難》二中有類似的論述:「審於地形、舟車、機械之利,用力少,致功大則則入多。」故此中國最持在戰國時期已形成了與現代機械工程學之「機械」含義較相近的概念。

定義與特徵[編輯]

機械是一種人為的實物構件的組合,各部分構件必須實現相互的、單一的、規定的剛體運動,把施加的能量轉變為最有用的形式,或轉變為有效的機械功。

機械是機構和機器泛稱。機器具備機構的特徵外,還必須具備第三個特徵:即能代替人類的勞動,以完成有用的機械功或轉換機械能,故機器是能轉換機械能或完成有用的機械功的機構。機器是帶有驅動裝置的機構。

參見[編輯]

參考文獻[編輯]

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