机械优势

本文解释了什么是机械优势。因此，您将了解机械优势的含义、如何计算机械优势以及理想机械优势与实际机械优势之间的区别。

什么是机械优势？

机械优势是表示施加到机构的力所乘以的系数的量度。换句话说，机械效益是机构的特征参数，表示使用该机构的力的放大程度。

例如，如果简单机器的机械效益等于 2，这意味着该机构将施加的力加倍。

通常，简单的机器用于增加力的值，例如，起重机可以让您轻松移动重物。因此，机械效益是指示施加到机械装置的力增加的因素的值。

机械优势公式

机械效益是机构的输出力与输入力的比率。因此，机械效益等于输出力与输入力之比。

因此，计算机构机械效益的公式如下：

简单机器的机械效益也可以通过将施加的力的速度除以负载移动的速度来计算。同样，该表达式也等于施加力点的位移除以载荷的位移：

金子：

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  是机械优势。

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  是输出力。

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  是输入力。

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  是输入速度。

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  是退出速度。

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  是条目经过的距离。

• 

  是输出行进的距离。

另一方面，如果我们想传递力矩而不是力，则通过将输出力矩除以输入力矩来计算机械优势。例如，齿轮的机械效益是通过传递力矩的比率来衡量的。

金子：

• 

  是机械优势。

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  是释放时间。

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  是进入时间。

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  是输入角速度。

• 

  是退出角速度。

那么，根据机械效益公式，可以推导出以下关系：

• VM>1 ：输出力大于施加的力，因此该机构增加力的大小。另一方面，负载行进的距离小于施加力的点行进的距离。
• VM<1 ：输出力小于施加力，因此机构减小力值。然而，我们获得的负载位移大于力施加点处产生的位移。
• VM=1 ：机构的输出力等于施加在其上的力。负载的位移和力的作用点也相同。尽管这些类型的机构没有提供机械优势，但它们通常用于更舒适地施加力。例如，一个简单的滑轮允许向下的力来提升重物，从而更容易提升负载。

机械优势的例子

了解了机械效益的定义及其公式后，我们现在将看到两个计算机构机械效益的示例。

举起

• 杠杆的支点距施力点 70 厘米，距负载 30 厘米。杠杆的机械优势是什么？

在杠杆中，通过动力臂的输入力等于通过阻力臂的输出力（杠杆定律）。换句话说，在这种类型的简单机器中，满足以下方程：

因此，根据前面的等式，我们可以推断出杠杆的机械效益可以由以下表达式确定：

问题陈述告诉我们杠杆的动力臂是70厘米，阻力臂是30厘米。因此，通过将数据代入公式，我们可以求出杠杆的机械效益：

摩擦轮

• 如果输入轮直径为 0.35 m，输出轮直径为 0.60 m，摩擦轮机构的机械优势是多少？

摩擦轮的公式使我们能够将轮子的直径与其角速度联系起来：

因此，由于我们感兴趣的是传递力矩的机制，因此机械优势使用以下表达式计算：

因此，该机构的机械优势值为：