輪軸
輪軸是六種簡單機械之一,是文藝復興時期的科學家繪製希臘時期的科學文獻時所識別出來的。輪軸可視為是輪和軸的組合,二者一起旋轉,力可以從輪傳遞到軸,也可以從軸傳遞到輪。一般會用軸承固定軸的位置,而又使軸可以旋轉。
亞歷山大的希羅將輪軸列為五個可以提升重物的簡單機械之一。一般認為他所指的是起重轆轤,可以迴轉把手,以省力的方式用繩子將重物提高,例如將井裡的水桶提到井口。
輪軸可視為另一種特別的槓桿,其施力是和輪軸的切線平行,輪軸的中心為其支點。輪軸的機械利益是其施力位置距輪軸中心的距離比值,也是輪的半徑和軸的半徑的比值。
輪軸有二種用途,一種是在輪上施力,是省力的機械,但較費時(例如門把和魚竿的卷線器),另一種是在軸上施力,是省時的機械,但較費力(例如腳踏車的後輪或汽車的傳動軸)。
輪軸和滑輪都屬於簡單機械,而且兩者都是由繞着中心軸旋轉的圓輪組成[1]。輪軸中強調的是輪和軸之間施力的關係,也常會將數個大小不同的輪放在同一軸上,繞同一軸旋轉;滑輪中的圓輪邊緣有凹槽,上面會纏繞繩索,再拉到其他的滑輪,主要是透過繩索在各滑輪中傳遞力及動能。
目錄
輪軸的原理
輪軸的實質是可以連續旋轉槓桿[2]。使用輪軸時,一般情況下作用在輪上的力和軸上的力的作用線都與輪和軸相切,因此,它們的力臂就是對應的輪半徑和軸半徑。
由於輪半徑總大於軸半徑,因此當動力作用於輪時,輪軸為省力費距離槓桿,實際的例子:有自行車腳踏與輪盤(大齒輪)是省力輪軸。當動力作用於軸上時,輪軸為費力省距離槓桿,實際的例子有:自行車後輪與輪上的飛盤(小齒輪)、吊扇的扇葉和軸都是費力輪軸的應用。
F1R=F2r 輪軸是一種省力的簡單機械。(輪半徑大,軸半徑小,所以省力)
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參考文獻
- ↑ 機器人等級考試一級 第三講 滑輪和輪軸,道客巴巴, 2018-9-28
- ↑ 輪軸的作用,汽車維修技術網 ,2019-12-6