滑輪

數(shù),原則是:n為奇數(shù)時,繩子從動滑輪為起始。用一個動滑輪時有三段繩子承擔,其后每增加一個動滑輪增加二段繩子。如:n=5,則需兩個動滑輪(3+2)。n為偶數(shù)時,繩子從定滑輪為起始,這時所有動滑輪都只用兩段繩子承擔。如:n=4,則需兩個動滑輪(2+2)。
其次,按要求確定定滑輪個數(shù),原則是:一般的:兩股繩子配一個動滑輪,一個動滑輪一般配一個定滑輪。力作用方向不要求改變時,偶數(shù)段繩子可減少一個定滑輪;要改變力作用方向,需增加一個定滑輪。
綜上所說,滑輪組設計原則可歸納為:奇動偶定;一動配一定,偶數(shù)減一定,變向加一定。
由可繞中心軸轉(zhuǎn)動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的柔索(繩、膠帶、鋼索、鏈條等)所組成的可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動的簡單機械;喪歉軛U的變形,屬于杠桿類簡單機械。在我國早在戰(zhàn)國時期的著作《墨經(jīng)》中就有關(guān)于滑輪的記載。中心軸固定不動的滑輪叫定滑輪,是變形的等臂杠桿,不省力但可以改變力的方向。中心軸跟重物一起移動的滑輪叫動滑輪,是變形的不等臂杠桿,能省一半力,但不改變力的方向。實際中常把一定數(shù)量的動滑輪和定滑輪組合成各種形式的滑輪組;喗M既省力又能改變力的方向。
工廠中常用的差動滑輪(俗稱手拉葫蘆)也是一種滑輪組;喗M在起重機、卷揚機、升降機等機械中得到廣泛應用。
滑輪有兩種:定滑輪和動滑輪 ,組合成為滑輪組。
(1)定滑輪
使用時,滑輪的位置固定不變;定滑輪實質(zhì)是等臂杠桿,不省力也不費力,但可以改變作用力方向.
定滑輪的特點
通過定滑輪來拉鉤碼并不省力。通過或不通過定滑輪,彈簧秤的讀數(shù)是一樣的?梢,使用定滑輪不省力但能改變力的方向。在不少情況下,改變力的方向會給工作帶來方便。
定滑輪的原理
定滑輪實質(zhì)是個等臂杠桿,動力L1.阻力L2臂都等于滑輪半徑。根據(jù)杠桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力的結(jié)論。定滑輪在工作時,滑輪的軸固定不動,使定滑輪吊起物體時,只是為了改變力的作用方向,使達到操作方便的目的。
(2)動滑輪
使用時,滑輪隨重物一起移動;動滑輪實質(zhì)是動力臂為阻力臂二倍的杠桿,省1/2力多費1倍距離.
動滑輪的特點
使用動滑輪能省一半力,費距離。這是因為使用動滑輪時,鉤碼由兩段繩子吊著,每段繩子只承擔鉤碼重的一半。使用動滑輪雖然省了力,但是動力移動的距離大于鉤碼升高的距離,即費了距離。動滑輪向上提繩子可以將重物和掛著重物的動滑輪一起提到最高處。相比于所提升的重物動滑輪通常很輕,其所受重力可以忽略
動滑輪的原理
動滑輪實質(zhì)是個動力臂(L1)為阻力臂(L2)二倍的杠桿。
(3)滑輪組
滑輪組:由定滑輪跟動滑輪組成的滑輪組,既省力又可改變力的方向.
滑輪組用幾段繩子吊著物體,提起物體所用的力就是總重的幾分之一.繩子的自由端繞過動滑輪的算一段,而繞過定滑輪的就不算了.
使用滑輪組雖然省了力,但費了距離,動力移動的距離大于重物移動的距離.
滑輪組的用途:
為了既節(jié)省又能改變動力的方向,可以把定滑輪和動滑輪組合成滑輪組。
省力的大小
使用滑輪組時,滑輪組用幾段繩吊著物體,提起物體所用的力就是物重的幾分之一。
滑輪組的特點
用滑輪組做實驗,很容易看出,使用滑輪組雖然省了力,但是費了距離——動力移動的距離大于貨物升高的距離。
滑輪是一個周邊有槽,能夠繞軸轉(zhuǎn)動的小輪。
【由可繞中心軸轉(zhuǎn)動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的柔索(繩、膠帶、鋼索、鏈條等)所組成的可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動的簡單機械叫做滑輪。】
滑輪是變形杠桿,屬于杠桿類簡單機械,用途很廣。在我國早在戰(zhàn)國時期的著作《墨經(jīng)》中就有關(guān)于滑輪的記載。中心軸固定不動的滑輪叫定滑輪,是變形的等臂杠桿,不省力且不費力但可以改變力的方向。中心軸跟重物一起移動的滑輪叫動滑輪,是變形的不等臂杠桿(省力杠桿),能省一半力,但費一倍的距離(動滑輪上升n米,細繩自由端上升2n米,n≥0),并且不能改變力的方向。定滑輪細繩的受力方向無論向何處,吊起重物所用的力都相等(動力臂和阻力臂都相等且等于滑輪的半徑);動滑輪細繩受力方向豎直向上時最省力。
實際中常把一定數(shù)量的動滑輪和定滑輪組合成各種形式的滑輪組;喗M既省力又能改變力的方向。工廠中常用的差動滑輪(俗稱手拉葫蘆)也是一種滑輪組。滑輪組在起重機、卷揚機、升降機等機械中得到廣泛應用;喸谌私贪婵茖W六年級上、滬教八年級(全一冊)等書中曾以知識點的形式出現(xiàn),要求分辨省力、變向、和畫滑輪組。
材質(zhì)
木滑輪、鋼滑輪和工程塑料滑輪
使用方法
定滑輪、動滑輪以及動、定滑輪組成的滑輪組
數(shù)目
單滑輪、雙滑輪、三滑輪、四滑輪以至多輪等多種
作用
導向滑輪、平衡滑輪
連接方式
吊鉤式、鏈環(huán)式、吊環(huán)式和吊鏈式。
滑輪材料
承受載荷不大的小尺寸滑輪(D<350mm)一般制成實體的滑輪,采用15、Q235或鑄鐵(如HT200)。
受大載荷的滑輪一般采用球鐵(如QT400-18)或鑄鋼(如ZG270-500),鑄成帶筋和孔或帶輪輻的結(jié)構(gòu)
大型滑輪(D>800mm)一般用型鋼和鋼板焊接結(jié)構(gòu)。
定義
使用滑輪時,軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪。
特點
定滑輪實質(zhì)是等臂杠桿,不省力,但可改變作用力方向.
杠桿的動力臂和阻力臂分別是滑輪的半徑,由于半徑相等,所以動力臂等于阻力臂,杠桿既不省力也不費力。
原理
定滑輪實質(zhì)是個等臂杠桿,動力臂(L1)、阻力臂(L2)都等于滑輪半徑。根據(jù)杠桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力的結(jié)論。
動滑輪
定義
定義1:軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪稱為動滑輪。
定義2:若將重物直接掛在滑輪上,在提升重物時滑輪也一起上升,這樣的滑輪叫動滑輪.
特點
動滑輪實質(zhì)是動力臂為阻力臂二倍的杠桿,省1/2力多費1倍距離.
使用動滑輪能省一半力,費距離。這是因為使用動滑輪時,鉤碼由兩段繩子吊著,每段繩子只承擔鉤碼重的一半。使用動滑輪雖然省了力,但是動力移動的距離大于鉤碼升高的距離,即費了距離。
軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪,稱為動滑輪。它是變形的不等臂杠桿,能省一半力(不考慮滑輪的重力與摩擦力的情況下),但不改變用力的方向。 使用動滑輪能省一半力,費距離。這是因為使用動滑輪時,鉤碼由兩段繩子吊著,每段繩子只承擔鉤碼重的一半。使用動滑輪雖然省了力,但是動力移動的距離是鉤碼升高的距離的2倍,即費了距離。不能改變力的方向。隨著物體的移動而移動。
原理
不改變力的方向,動滑輪的原動滑輪實質(zhì)是個動力臂(L1)為阻力臂(L2)二倍的杠桿。(省力)
滑輪組
定義
滑輪組:由定滑輪和動滑輪組成的滑輪組,既省力又可改變力的方向.
但不可以省功,因為滑輪組省了力,但費了距離。
用途
為了既節(jié)省又能改變動力的方向,可以把定滑輪和動滑輪組合成滑輪組。省力的大小
使用滑輪組時,G物+G動滑輪有幾條繩索承受,提起物體所用的力就是物重的幾分之一。
特點
滑輪組用幾段繩子吊著物體,提起物體所用的力就是總重的幾分之一.繩子的自由端繞過動滑輪的算一段,而繞過定滑輪的就不算了.
使用滑輪組雖然省了力,但費了距離,動力移動的距離大于重物移動的距離.費距離的多少主要看定滑輪的饒繩子的段數(shù).
用滑輪組做實驗,很容易看出,使用滑輪組雖然省了力,但是費了距離——動力移動的距離大于貨物升高的距離。
關(guān)系
幾個關(guān)系(滑輪組豎直放置時):(1)s=nh (2)F=G總 /n(不計摩擦)
其中 s:繩端移動的距離 h:物體上升的高度
G總:物體和動滑輪的總重力
F:繩端所施加的力 n:拉重物的繩子的段數(shù)
F=1/n×(G物+G動)
在繞時遵循:奇動(滑輪)偶定(滑輪)的原則
在進行連接滑輪組時,要一個動滑輪一個定滑輪的連,否則將連接失敗
根據(jù)F=(1/n)G可知,不考慮摩擦及滑輪重,要使2400N的力變?yōu)?00N需六段繩子,再根據(jù)偶定奇動原則,有偶數(shù)段繩子,故繩子開端應從定滑輪開始,因為要六段繩子,所以需要三個并列的整體動滑輪,對應的,也需要三個并列的定滑輪,從定滑輪組底部的勾勾處繞起,順次繞過第一個動滑輪,第一個定滑輪,第二個…直到最后一段繩子繞過第三個定滑輪,此時繩子方向即向下,且會使拉力為400N(不考慮摩擦與滑輪重)
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