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轮轴原理有哪些(乐高老师不得不懂的机械原理)

时间:2024-08-04 15:01:31
在乐高课程中,从2岁到100岁,搭建是不可或缺的重要一环,甚至占据整节课的一多半时间。

纵观围绕建构而衍生的全部知识点,除了依托具体作品而产生的语数生地等常识普及外,剩下的知识点可以说是贯穿整个年龄段,彰显老师专业性,区分一个乐高老师是否合格的衡量标准。

这些知识点划分下下来,不外乎为拼搭技能、机械机构、几何结构、物理常量几个方面。因为不论是乐高教师还是乐高知识,现阶段尚未出现权威培训和教材体系,导致每个机构每个老师基本上是自成一派,摸石过河。

客观世界中,具现物质的建构归根结底只有平面和空间。乐高搭建当然也逃不出,任何模型终究要归溯到平铺和垒高两个方面。所以连接各种积木的技能,比如平铺、互锁、两点固定等是最基本也是最先需要掌握的知识,而在齿轮、杠杆等机械机构之前必须要有物理常量知识的铺垫学习,比如运动、力等,毕竟机械机构最基本的功能就是传递运动和力。

长期以来,致力于对拼搭技能、机械机构、几何结构、物理常量等体系内的子系及元素的归纳整理阐释,可能依然有欠缺,依然不完善,依然有错误,但这已经不是现阶段个人靠查阅资料和闭门造车可以完成的工作了,所以想分享出来,和大家一起讨论,指出不足之处。


本文来源于长期以来归纳的轮轴体系茎叶图,再次进行分享。

轮轴

由一个轴和一个轮组成,能绕共同轴线旋转的简单机械,外环叫轮,内环叫轴。

轮轴平衡

省力轮轴和费力轮轴

作用

安在车轴上可以转动使车行进的圆形的东西,或安在机器上能旋转并促使机器动作的东西。

主动轮和从动轮

驱动轮

车辆工程中推动车子向前行驶的主动轮(车轮),承载的发动机输出的动力。


脚轮

脚轮是个统称,包括活动脚轮和固定脚轮。活动脚轮也就我们所说的万向轮,它的结构允许360度旋转;固定脚轮也叫定向脚轮,它没有旋转结构,不能转动。通常是两种脚轮一般都是搭配用的,比如手推车的结构是前边两个定向轮,后边靠近推动扶手的是两个万向轮。



穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件,但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。


联轴器

联轴器属于机械通用零部件范畴,用来联接两根轴,使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。


万向联轴器

联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴),使之共同旋转,以传递扭矩。



万向轴



输入轴、传动轴、输出轴



分离轴、合并轴



飞轮

转动惯量很大的盘形零件,起贮存和释放动能作用的转动构件。


飞轮机构

机器转速增高时,飞轮的动能增加,把能量贮蓄起来;当机器转速降低时,飞轮动能减少,把能量释放出来。


飞轮效应

为了使静止的飞轮转动起来,一开始必须用很大的力,反复地推动,每转一圈都很费力,但飞轮会转动得越来越快,当达到一个很高的速度后飞轮所具有的动量和动能就会很大,使其短时间内停下来所需的的外力便会很大,只需要要很小的力便能够克服较大的阻力维持原有运动。


偏心轮

轮的中心不在旋转点上,一般指圆形轮,当圆形没有绕着自己的中心旋转时,就成了偏心轮。偏心轮也是凸轮的一种,一般来说偏心轮主要的目的是产生振动即可,像电动筛子,手机里面的振动器都是用偏心轮。


偏心轮机构