koło i oś

koło i oś składa się z okrągłej ramy (koła), która obraca się na wale lub pręta (oś). W swojej najwcześniejszej formie był prawdopodobnie używany do podnoszenia ciężarów lub wiadra wody ze studni.

jego zasadę działania najlepiej wyjaśnić za pomocą urządzenia z dużą przekładnią i małą przekładnią przymocowaną do tego samego wału. Tendencja siły, F, przyłożonej w promieniu R na dużym biegu do obracania wału jest wystarczająca, aby pokonać większą siłę W w promieniu R na małym biegu., Wzmocnienie siły, czyli przewaga mechaniczna, jest równa stosunkowi dwóch sił (W:F), a także równa stosunkowi promieni dwóch kół zębatych (R:r).

Jeśli duże i małe koła zębate zostaną zastąpione bębnami o dużej i małej średnicy, które są owinięte linami, koło i oś stają się zdolne do podnoszenia ciężarów. Podnoszony ciężar jest przymocowany do liny na małym bębnie, a operator ciągnie linę na dużym bębnie. W tym układzie zaletą mechaniczną jest promień dużego bębna podzielony przez promień małego bębna. Zwiększenie przewagi mechanicznej można uzyskać za pomocą małego bębna z dwoma promieniami r1 i r2 oraz bloku koła pasowego., Gdy siła jest przyłożona do dużego bębna, lina na małym bębnie wije się na D i od D.

miarą wzmocnienia siły dostępnej w systemie koła pasowego i liny jest stosunek prędkości lub stosunek prędkości, przy której siła jest przyłożona do liny (VF) do prędkości, przy której masa jest podniesiona (VW). Stosunek ten jest równy dwukrotnemu promieniowi dużego bębna podzielonemu przez różnicę w promieniach mniejszych bębnów D i D. wyrażone matematycznie równanie wynosi VF/VW = 2R / (r2 – r1)., Rzeczywista przewaga mechaniczna W / F jest mniejsza niż ten stosunek prędkości, w zależności od tarcia. Przy takim układzie można uzyskać bardzo dużą przewagę mechaniczną, tworząc dwa mniejsze Bębny D I d o prawie równym promieniu.