Was ist ein Maschinenelement?
Maschinen bestehen aus Maschinenelementen, die einzelne Teile der Maschine sind, die sich bewegt und andere Teile beeinflussen, damit die Maschine funktioniert. Obwohl ein Maschinenelement aus kleineren Strukturteilen bestehen kann, wird das gesamte Setup, das die Funktion ausführt, als Element betrachtet. Zum Beispiel besteht ein Ventil aus mehreren Komponenten, einschließlich eines Handrads und eines Schafts oder eines Stiels, aber nur das gesamte Ventil würde als Maschinenelement bezeichnet. Es gibt eine Vielzahl verschiedener Maschinenelemente, sowohl im Allgemeinen als auch in der Spezialzweck, und ihr optimales Design ist ein Hauptstudienbereich im Ingenieurwesen. Zahnräder sind rotierende Teile mit ineinandergreifenden Zähnen, die sich gegen andere Zahnräder drehen, wodurch sich die Rotationskraft oder das Drehmoment dreht und überträgt. Lager werden zum Tragen von Kraft verwendet - ein Beispiel ist das Kugellager, der eine verringerte Reibung im Rollen ermöglichtfrei unter einem beweglichen Teil. Wellen und Kupplungen wie Zahnräder übertragen ebenfalls Drehmoment und werden verwendet, um Teile, insbesondere in Fahrzeugen wie Autos und Motorrädern, zu verbinden. Obwohl viele Variationen und andere Arten von allgemeinen Elementen existieren, arbeiten sie alle auf den gleichen Gewalt- und Bewegungsprinzipien und können bei Bedarf in fast jede Maschine integriert werden.
Die andere Hauptkategorie des Maschinenelements ist das spezielle Maschinenelement. Diese Geräte verwenden auch die Grundprinzipien von Kraft und Bewegung zur Funktion, aber im Gegensatz zu allgemeinen Elementen können sie nur in bestimmten Anwendungen verwendet werden. Kolben und Ventile sind Beispiele für solche Teile. Die Ventile steuern den Flüssigkeitsfluss oder Gas durch ein Rohr durch Behinderung der Rohrleitung und können mit einem externen Schalter oder einem Rad geöffnet oder geschlossen werden. Kolben sind bewegliche Komponenten, die in Motoren und Pumpen verwendet werden, um die Kraft aus dem Druck zu übertragenE von Gas oder Flüssigkeit in einer zylindrischen Kammer oder um dieses Gas oder Flüssigkeit zu erzwingen.
Bei der Gestaltung eines Maschinenelements versuchen Ingenieure, mehrere Faktoren zu optimieren. Das Maschinenelement muss genügend Kraft und Haltbarkeit haben, um seine beabsichtigte Funktion zuverlässig auszuführen, sollte aber auch so klein und leicht wie möglich sein. Im Idealfall sollte es auch einfach und kostengünstig sein, die Herstellung und Aufrechterhaltung der Branchenstandards zu entsprechen. Da die grundlegende Funktion des Maschinenelements die wichtigste Überlegung bei der Konstruktion ist, beginnt der Prozess mit der Anpassung des Elements zu seiner Funktion und dann zu anderen Faktoren.