به عنوان بخشی از مقدمه ای بر اجزای ماشین، برخی از نمونه های ارائه شده توسط یک خودرو ارزشمند هستند. در یک خودرو، مشکل اساسی مهار اثر انفجاری بنزین برای تامین نیروی چرخاندن چرخ‌های عقب است. انفجار بنزین در سیلندرها، پیستون ها را به سمت پایین هل می دهد و انتقال و تغییر این حرکت انتقالی (خطی) به حرکت چرخشی میل لنگ توسط میله های اتصالی که هر پیستون را به میل لنگ هایی که بخشی از میل لنگ هستند می پیوندند، انجام می شود. . ترکیب پیستون، سیلندر، میل لنگ و شاتون به عنوان مکانیزم لغزنده-لنگ شناخته می شود. این یک روش رایج برای تبدیل تبدیل به چرخش (مانند یک موتور) یا چرخش به ترجمه (مانند پمپ) است.
برای ورود مخلوط بنزین و هوا به سیلندرها و خروج گازهای سوخته از سوپاپ استفاده می شود. این بادامک ها (برآمدگی ها) روی میل بادامک چرخشی که از میل لنگ توسط چرخ دنده ها یا زنجیر رانده می شود، باز و بسته می شوند.
در یک موتور چرخه چهار زمانه با هشت سیلندر، میل لنگ در هر ربع دور یک ضربه در نقطه ای از طول خود دریافت می کند. برای هموار کردن تأثیر این تکانه های متناوب بر سرعت میل لنگ، از چرخ طیار استفاده می شود. این یک چرخ سنگین است که به میل لنگ متصل است و با اینرسی خود با هرگونه نوسانات سرعت مخالفت می کند و آن را تعدیل می کند.
از آنجایی که گشتاور (نیروی چرخشی) که تولید می کند به سرعت آن بستگی دارد، یک موتور احتراق داخلی نمی تواند تحت بار راه اندازی شود. برای اینکه موتور خودرو در حالت بدون بار راه اندازی شود و سپس بدون توقف به چرخ ها متصل شود، یک کلاچ و یک گیربکس ضروری است. اولی اتصال بین میل لنگ و گیربکس را ایجاد و قطع می کند، در حالی که دومی در مراحل محدود، نسبت بین سرعت های ورودی و خروجی و گشتاور گیربکس را تغییر می دهد. در دنده کم، سرعت خروجی کم و گشتاور خروجی بیشتر از گشتاور موتور است، به طوری که می توان ماشین را به حرکت درآورد. در دنده بالا، ماشین با سرعت قابل توجهی حرکت می کند و گشتاورها و سرعت ها برابر هستند.
محورهایی که چرخ ها به آن ها متصل می شوند در محفظه محور عقب قرار دارند که به فنرهای عقب بسته شده است و توسط شفت محرک از گیربکس رانده می شوند. همانطور که ماشین حرکت می کند و فنرها در پاسخ به دست اندازها در جاده خم می شوند، بدنه نسبت به گیربکس حرکت می کند. برای اجازه دادن به این حرکت بدون دخالت در انتقال گشتاور، یک مفصل جهانی به هر انتهای شفت محرک متصل می شود.
محور محرک عمود بر محورهای عقب است. اتصال قائم الزاویه معمولاً با چرخ دنده های مخروطی با نسبتی به گونه ای انجام می شود که محورها با یک سوم تا یک چهارم سرعت محور محرک می چرخند. محفظه محور عقب همچنین دنده‌های دیفرانسیل را در خود جای می‌دهد که به هر دو چرخ عقب اجازه می‌دهد از یک منبع به حرکت درآیند و هنگام پیچیدن در یک پیچ با سرعت‌های متفاوت بچرخند.
مانند همه وسایل مکانیکی متحرک، خودروها نمی توانند از اثرات اصطکاک فرار کنند. در موتور، گیربکس، محفظه محور عقب و همه یاتاقان ها، اصطکاک نامطلوب است، زیرا قدرت مورد نیاز موتور را افزایش می دهد. روغن کاری این اصطکاک را کاهش می دهد اما از بین نمی برد. از سوی دیگر، اصطکاک بین لاستیک ها و جاده و در کفشک ترمز، کشش و ترمز را امکان پذیر می کند. تسمه هایی که فن، ژنراتور و سایر لوازم جانبی را به حرکت در می آورند، دستگاه های وابسته به اصطکاک هستند. اصطکاک در عملکرد کلاچ نیز مفید است.
برخی از دستگاه‌های ذکر شده در بالا در ماشین‌های همه دسته‌ها یافت می‌شوند که به روش‌های متعددی برای انجام انواع وظایف فیزیکی مونتاژ شده‌اند. عملکرد بیشتر این وسایل مکانیکی اساسی انتقال و تغییر نیرو و حرکت است. سایر دستگاه ها مانند فنرها، فلایویل ها، شفت ها و بست ها عملکردهای تکمیلی را انجام می دهند.
ماشین ممکن است بیشتر به عنوان دستگاهی متشکل از دو یا چند قسمت مقاوم و نسبتاً محدود تعریف شود که ممکن است برای انتقال و تغییر نیرو و حرکت به منظور انجام کار مفید باشد. الزام به مقاوم بودن قطعات یک ماشین به این معنی است که آنها می توانند بارهای تحمیلی را بدون خرابی یا از دست دادن عملکرد حمل کنند. اگرچه اکثر قطعات ماشین بدنه فلزی جامد با نسبت مناسب هستند، اما از مواد غیر فلزی، فنرها، اندام های فشار سیال و اندام های کششی مانند تسمه نیز استفاده می شود.
حرکت محدود
متمایزترین ویژگی یک ماشین این است که قطعات به یکدیگر متصل و هدایت می شوند به گونه ای که حرکات آنها نسبت به یکدیگر محدود می شود. برای مثال، نسبت به بلوک، پیستون یک موتور رفت و برگشتی توسط سیلندر برای حرکت در مسیر مستقیم محدود می شود. نقاط روی میل لنگ توسط یاتاقان های اصلی برای حرکت در مسیرهای دایره ای محدود می شوند. هیچ شکل دیگری از حرکت نسبی امکان پذیر نیست.
در برخی از ماشین ها، قطعات فقط تا حدی محدود هستند. اگر قطعات توسط فنرها یا اعضای اصطکاکی به یکدیگر متصل شوند، مسیرهای قطعات نسبت به یکدیگر ممکن است ثابت باشد، اما حرکت قطعات ممکن است تحت تأثیر سفتی فنرها، اصطکاک و جرم قطعات قرار گیرد.
اگر تمام قطعات یک ماشین اعضای نسبتاً صلبی باشند که انحرافات آنها تحت بار ناچیز باشد، ممکن است محدودیت کامل در نظر گرفته شود و حرکات نسبی قطعات را بدون در نظر گرفتن نیروهایی که آنها را ایجاد می‌کنند بررسی کنند. به عنوان مثال، برای سرعت چرخشی مشخص میل لنگ یک موتور رفت و برگشتی، می توان سرعت متناظر نقاط روی شاتون و پیستون را محاسبه کرد. تعیین جابجایی ها، سرعت ها و شتاب های قطعات یک ماشین برای یک حرکت ورودی تعیین شده موضوع سینماتیک ماشین ها است. چنین محاسباتی را می توان بدون در نظر گرفتن نیروهای درگیر انجام داد، زیرا حرکات محدود هستند.
مکانیزم یک ماشین
طبق تعریف، نیروها و حرکات هر دو در یک ماشین منتقل و اصلاح می شوند. روشی که در آن قطعات یک ماشین به هم متصل می شوند و هدایت می شوند تا حرکت خروجی مورد نیاز از یک حرکت ورودی مشخص ایجاد شود، به عنوان مکانیزم ماشین شناخته می شود. پیستون، شاتون و میل لنگ در یک موتور رفت و برگشتی مکانیزمی را برای تغییر حرکت مستقیم پیستون به حرکت چرخشی میل لنگ تشکیل می دهند.
اگرچه نیرو و حرکت هر دو در عملکرد ماشین‌ها دخیل هستند، وظیفه اصلی یک ماشین ممکن است تقویت نیرو یا اصلاح حرکت باشد. یک اهرم اساسا یک افزایش دهنده نیرو است، در حالی که گیربکس اغلب به عنوان کاهش دهنده سرعت استفاده می شود. با این حال، حرکات و نیروها در یک ماشین غیرقابل تفکیک هستند و همیشه در یک نسبت معکوس هستند. نیروی خروجی روی یک اهرم بیشتر از نیروی ورودی است، اما حرکت خروجی کمتر از حرکت ورودی است. به طور مشابه، سرعت خروجی یک کاهنده دنده کمتر از سرعت ورودی است، اما گشتاور خروجی بیشتر از گشتاور ورودی است. در حالت اول افزایش نیرو با کاهش در حرکت همراه است، در حالی که در حالت دوم کاهش در حرکت با افزایش گشتاور همراه است.