hjulet og akslen

et hjul og aksel består af en cirkulær ramme (hjulet), der drejer på en aksel eller stang (akslen). I sin tidligste form blev det sandsynligvis brugt til at hæve vægte eller vandspande fra brønde.

dens driftsprincip forklares bedst ved hjælp af en enhed med et stort gear og et lille gear fastgjort til samme aksel. Tendensen af en kraft, F, påført ved radius R på det store gear for at dreje akslen er tilstrækkelig til at overvinde den større kraft at ved radius r på det lille gear., Kraftforstærkningen eller den mekaniske fordel er lig med forholdet mellem de to kræfter (:: F) og også lig med forholdet mellem radierne for de to gear (R: r).

Hvis store og små tandhjul er erstattet med store – og lille diameter trommer, der er omviklet med reb, hjul og aksel bliver i stand til at hæve vægte. Den vægt, der løftes, er fastgjort til rebet på den lille tromle, og operatøren trækker rebet på den store tromle. I dette arrangement den mekaniske fordel er radius af den store tromle divideret med radius af den lille tromle. En forøgelse af den mekaniske fordel kan opnås ved anvendelse af en lille tromle med to radier, r1 og r2 og en remskiveblok., Når en kraft påføres den store tromle, snor rebet på den lille tromle på D og off af d.

et mål for den kraftforstærkning, der er tilgængelig med remskive-og-reb-systemet, er hastighedsforholdet eller forholdet mellem den hastighed, hvormed kraften påføres rebet (VF) til den hastighed, hvormed vægten hæves (V.). Dette forhold er lig med to gange radius af den store tromle divideret med forskellen i radierne for de mindre trommer D og d. udtrykt matematisk er ligningen VF/V. = 2R/(r2 – r1)., Den faktiske mekaniske fordel W / F er mindre end dette hastighedsforhold, afhængigt af friktion. En meget stor mekanisk fordel kan opnås med dette arrangement ved at gøre de to mindre tromler D og d med næsten lige radius.