滑轮与滑轮组 PPT
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第二讲 滑轮一、知识点1.滑轮定义:周边有槽,中心有一转动的轮子叫滑轮。
如图(1)所示。
因为滑轮可以连续旋转,因此可看作是能够连续旋转的杠杆,仍可以用杠杆的平衡条件来分析。
根据使用情况不同,滑轮可分为定滑轮和动滑轮。
图(1)滑轮 图(2)定滑轮 图(3)等臂杠杆 图(4)h=S 2.定滑轮(1)定义:工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
如图(2)所示。
(2)实质:是个等臂杠杆。
(如图(3)所示)。
轴心O 点固定不动为支点,其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r ,根据杠杆的平衡条件可知,因为重物匀速上升时不省力。
(3)特点:不省力,但可改变力的方向。
所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力(图中(3)中F 1方向向下)能得到一个与该力方向不同的力(图中得到使重物G 上升的力)。
(4)动力移动的距离与重物移动的距离相等。
(如图(4)所示)对于定滑轮来说,无论朝哪个方向用力,定滑轮都是一个等臂杠杆,所用拉力都等于物体的重力G 。
(不计绳重和摩擦)3.动滑轮(1)定义:工作时,轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。
(如图(5)所示)图(5)动滑轮 图(6)动力臂是阻力臂2倍 图(7) (2)实质:是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。
如图(6)所示,图中O 可看作是一个能运动的支点,其动力臂l 1=2r ,阻力臂l 2=r ,根据杠杆平衡条件:F 1l 1=F 2l 2,即F 1·2r=F 2·r ,得出2121F F =,当重物竖直匀速向上时,F 2=G ,则G F 211=。
(3)特点:省一半力,但不能改变力的方向。
(4)动力移动的距离是重物移动距离的2倍,如图(7)所示。
对于动滑轮来说:1)动滑轮在移动的过程中,支点也在不停地移动;2)动滑轮省一半力的条件是:动滑轮与重物一起匀速移动,动力F 1的方向与并排绳子平行,不计动滑轮重、绳重和摩擦。
4.滑轮组(1)定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
起重机械讲座(11)---滑轮与滑轮组滑轮、卷筒和钢丝绳三者共同组成起重机的卷绕系统,将驱动装置的回转运动转换成吊载的升降直线运动。
滑轮和卷筒是起重机的重要部件,它们的缺陷或运行异常会加速钢丝绳的磨损,导致钢丝绳脱槽、掉钩,从而引发事故。
1.概述〔1〕滑轮的分类与作用。
依据滑轮的中心轴是否运动,可将其分为动滑轮和定滑轮两类。
定滑轮的心轴固定不动,其作用是改变钢丝绳的方向;动滑轮的心轴可以位移,动、定滑轮都可绕其心轴转动。
钢丝绳依次绕过假设干定滑轮和动滑轮组成的滑轮组,可以达到省力或增速的目的。
此外,通过滑轮可以改变钢丝绳的运动方向。
平衡滑轮还可以均衡张力。
〔2〕滑轮的制造方法与材料。
铸铁滑轮适于轻、中级工作机构,常用灰铸铁和球墨铸铁,对钢丝绳磨损小,但其强度较低,脆性大,碰撞容易破损;当工作机构级别较高时,采纳铸钢滑轮;滑轮直径较大,铸造困难时,采纳焊接滑轮以减轻其自重。
滑轮也可采纳塑料、铝合金等材料。
〔3〕滑轮的构造与尺寸。
滑防田轮缘〔包括绳槽〕、轮辐、轮毂组成〔见图6-12〕。
图6-12 滑轮几何尺寸图轮缘是承载钢丝绳的主要部位,轮福将轮缘与毂轮连接.整个滑轮通过轮毂安装在滑轮轴上。
滑轮的合理结构确保钢丝绳顺利通过并不易跳槽。
滑轮的主要尺寸及其功能有:D。
--计算直径,按钢丝绳中心计算的滑轮卷绕直径, mm。
R--绳槽半径,确保钢丝绳与绳槽有足够的接触面积. R=〔0.53~0.6〕d, mm。
β--钢槽侧夹角。
钢丝绳穿绕上下滑轮时。
容许与滑轮轴线有一定偏斜,一般β=35°~40°。
C--绳槽深度,其足够的深度防止钢丝绳跳槽,mm。
D--滑轮绳槽直径, mm。
B--轮毂厚度,mm。
其中,DO为影响钢丝绳寿命的关键尺寸,必须满足以下关系式:DOmin≥h2dDO= D+d式中:D0min--按钢丝绳中心计算的滑轮同意的最小卷绕直径,mm;d--钢丝绳直径,mm;h2--滑轮直径与钢丝绳直径的比值。
滑轮定义及作用滑轮定义滑轮作用定滑轮动滑轮复合滑轮030201滑轮分类与特点滑轮在生活中的应用如电梯、升降机等,利用滑轮组实现重物的升降。
如自行车、汽车等交通工具中的链条、皮带轮等,通过滑轮的旋转传递动力。
如划船机、动感单车等健身设备中,利用滑轮的旋转来实现锻炼效果。
在建筑、桥梁等工程中,利用滑轮组来实现吊装、牵引等作业。
升降设备传动装置健身器材工程应用滑轮工作原理滑轮定义滑轮分类工作原理受力分析方法受力分析要点受力分析步骤注意区分内力和外力,正确画出受力图,合理选取坐标系。
典型受力分析例题一例题二例题三解析方法典型例题解析优点改变力的方向:通过调整动滑轮的位置,可以改变力的方向,使工作更加增加摩擦:动滑轮的移动会增加与绳子之间的摩擦,导致机械效率降低。
缺点010405 0206 03动定滑轮组合使用效率计算公式推导定义机械效率推导滑轮组效率公式影响效率因素探讨01020304滑轮组自身重力提起物体的重力绳子段数摩擦和空气阻力通过采用轻质材料或优化结构设计来减轻滑轮组自身重力,从而提高机械效率。
减轻滑轮组自身重力增加提起物体的重力减少绳子段数减少摩擦和空气阻力在条件允许的情况下,增加提起物体的重力可以提高有用功占总功的比例,从而提高机械效率。
在满足使用要求的前提下,尽量减少绳子段数可以降低额外阻力,提高机械效率。
通过改进润滑方式、选用优质轴承、优化滑轮形状等措施来减少摩擦和空气阻力,从而提高机械效率。
提高效率方法改变力的方向滑轮组能够将竖直向上的拉力转变为水平方向的牵引力,方便操作。
省力作用起重机通过滑轮组实现重物的省力提升,减小了所需的操作力。
提高工作效率滑轮组的机械效率较高,能够减小能量损失,提高起重机的整体工作效率。
起重机中滑轮组应用电梯中滑轮组应用平衡作用电梯中的滑轮组起到平衡轿厢和对重的作用,保证电梯运行的稳定性。
导向作用滑轮组能够引导钢丝绳在正确的路径上运动,确保电梯的安全运行。
缓冲作用在电梯启动和停止时,滑轮组能够减小钢丝绳的张力波动,起到缓冲作用。