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机械优势

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机械优势是衡量通过使用工具、机械设备或机器系统实现的力放大。该设备在输入力与运动之间进行权衡,以获得输出力的所需放大。这个模型是杠杆定律。旨在以这种方式管理力和运动的机器部件称为机构。一种理想的机制可以在不增加或减少功率的情况下传输功率。这意味着理想的机构不包括动力源,无摩擦,并且由刚体构成不会偏转或磨损。实际系统相对于该理想的性能考虑偏离理想的效率因素来表示。

杠杆

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杠杆是一个可移动的杆,它在一个支点上枢转,支点连接或定位在或穿过一个固定点。杠杆通过在距支点或枢轴不同距离处施加力来操作。支点的位置决定了杠杆的等级。在杠杆连续旋转的情况下,它用作旋转的2级杠杆。杠杆端点的运动描述了一个固定的轨道,在那里可以交换机械能。(以手摇曲柄为例。)

在现代,这种旋转杠杆被广泛使用;齿轮、皮带轮或摩擦驱动,用于机械动力传输方案。通过使用多个齿轮(齿轮组)以“折叠”形式操纵机械优势是很常见的。在这种齿轮组中,使用具有较小半径和较小固有机械优势的齿轮。为了利用非折叠机械优势,必须使用“真实长度”旋转杠杆。另请参阅将机械优势纳入某些类型电动机的设计;一种设计是“领跑者”。

机械优势

当杠杆在支点上转动时,离该支点较远的点比靠近该支点的点移动得更快。进出杠杆的功率是相同的,因此在进行计算时必须输出相同的功率。功率是力和速度的乘积,因此施加在离枢轴较远的点上的力必须小于施加在较近的点上的力。

机械的效率

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使用机器的偏转、摩擦和磨损不会损失功率的假设计算出的机械优势是可以实现的xxx性能。因此,它通常被称为理想机械优势(IMA)。在操作中,偏转、摩擦和磨损会降低机械优势。这种从理想到实际机械优势(AMA)的减少量由称为效率的因素定义,该数量由实验确定。

例如,使用具有六个绳段和一个滑车的滑车600磅的负载,理想系统的操作员需要将绳索拉动六英尺并施加用100磅F的力将负载抬起一只脚。比率Fout/Fin和Vin/Vout都表明IMA为6。对于xxx个比率,100lbF的力输入导致600磅F的力输出。在实际系统中,由于滑轮中的摩擦,输出的力将小于600磅。第二个比率在理想情况下也产生6的MA,但在实际情况下的值较小;它没有正确考虑绳索拉伸等能量损失。从IMA中减去这些损失或使用xxx个比率得出AMA。


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  1. 机械优势
  2. 杠杆
  3. 机械的效率

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