起重滑轮组.doc

1、产品图片：新乡市新起机械厂，位于河南省长垣县恼里镇工业区，本厂始建于 2000 年，占地面积为 15980 平方，现有员工 105 人，管理人员 8 人，技术人员 6 人，工程师 5 人，其中高级工程师 2 人，技术力量雄厚，设备精良，工艺先进，检测设备齐全，是我县一家最早专业生产起重配件卷筒组、吊钩组，车轮组等创新设计的中型企业，获得了上级主管部门颁发的多种荣誉证书。本厂产品质量稳定，性能可靠，我厂为卫华、中原、矿山等各个起重机厂配货，同时经业务员之手交产品推向全国各地，深受新老用户的好评和欢迎。多年来我厂本着“以科学管理兴企业，以质量占市场，以信誉赢顾客， ”的宗旨。已成为本行业中拥有巨大

2、市场和强大竟争力的明星企业。滑轮组本厂生产的滑轮组主要适用于 QD5200T 电动双梁桥式、门式起重机，吊钩组分为半封闭式、封闭式，吊钩组及滑轮组的滑轮材质又分为铸铁轮、铸钢轮、轧制轮。钩头分为普通钩、德阳钩和韶关钩。另外，还可以根据客户的需要设计、制造非标吊钩。省力计算公 式 ： s=hn。 V 绳 =n*V 物 F 拉 =1/nG s： 绳 子 自 由 端 移 动 的 距 离 。 V 绳 ： 绳 子 自 由 端 移 动 （ 上 升 /下 降 ） 的速 度 h： 重 物 被 提 升 的 高 度 。 V 物 ： 物 体 移 动 （ 上 升 /下 降 ） 的 速 度 n： 承 重 的 绳 子 段

3、 数 。 G： 物 重 。 原 则 是 ： n 为 奇 数 时 ， 绳 子 从 动 滑 轮 为 起 始 。 用 一 个 动 滑 轮 时 有 三 段 绳子 承 担 ， 其 后 每 增 加 一 个 动 滑 轮 增 加 二 段 绳 子 。 如 ： n=5， 则 需 两 个 动 滑 轮（ 3+2） 。 n 为 偶 数 时 ， 绳 子 从 定 滑 轮 为 起 始 ， 这 时 所 有 动 滑 轮 都 只 用 两 段 绳子 承 担 。 如 ： n=4， 则 需 两 个 动 滑 轮 （ 2+2） 。 其 次 ， 按 要 求 确 定 定 滑 轮 个 数 ， 原 则 是 ： 一 般 的 ： 两 股 绳 子 配 一

4、 个 动 滑轮 ， 一 个 动 滑 轮 一 般 配 一 个 定 滑 轮 。 力 作 用 方 向 不 要 求 改 变 时 ， 偶 数 段 绳 子可 减 少 一 个 定 滑 轮 ； 要 改 变 力 作 用 方 向 ， 需 增 加 一 个 定 滑 轮 。 综 上 所 说 ， 滑 轮 组 设 计 原 则 可 归 纳 为 ： 奇 动 偶 定 ； 一 动 配 一 定 ， 偶 数 减一 定 ， 变 向 加 一 定 。滑 轮 组 原 理有 的 中 学 物 理 教 科 书 认 为 ， 利 用 滑 轮 组 运 输 或 提 升 货 物 ， 只 能 省 力 ， 但 不 能 省 功 ，中 学 物 理 教 科 书 的 上

5、 述 结 论 对 从 事 机 械 传 动 设 计 工 作 的 工 程 师 影 响 极 大 ， 由 于 汽 车 、 火车 、 轮 船 等 运 输 装 置 和 各 种 机 械 装 置 在 使 用 的 过 程 中 会 频 繁 地 出 现 启 动 、 加 速 、 减 速 、停 止 等 各 种 运 动 ， 并 在 启 动 、 加 速 、 减 速 、 停 止 等 各 种 运 动 过 程 中 消 耗 大 量 的 能 量 ， 完全 需 要 在 理 论 上 说 明 怎 样 设 计 或 使 用 汽 车 、 火 车 、 轮 船 等 运 输 装 置 的 传 动 系 统 ， 以 使 其处 于 最 佳 节 能 状 态 ，

6、 但 中 学 物 理 教 科 书 的 上 述 结 论 使 得 机 械 工 程 师 在 从 事 机 械 传 动 设 计时 ， 以 及 在 指 导 人 们 使 用 运 输 车 辆 和 机 械 装 置 时 ， 往 往 忽 略 了 滑 轮 组 的 段 数 或 减 速 机 的传 动 比 在 各 种 状 态 下 与 节 能 的 关 系 ， 造 成 现 有 的 许 多 运 输 车 辆 和 机 械 传 动 装 置 在 运 行 过程 中 的 能 量 消 耗 较 高 ， 输 送 货 物 数 量 较 少 。 下 面 通 过 分 析 两 个 物 理 习 题 的 方 式 说 明 利 用 滑 轮 组 牵 引 物 体 ，

7、不 仅 可 以 省 力 ， 而 且可 以 通 过 将 更 多 的 物 体 输 送 至 目 的 地 的 形 式 节 约 能 源 。 对 于 沿 水 平 方 向 作 牵 引 物 体 运 动 的 滑 轮 组 分 析 如 下 ： 一 个 质 量 为 m 的 物 体 M 放 置 在 水 平 面 上 ， 利 用 滑 轮 组 通 过 绳 子 与 物 体 M 相 连 ，绳 子 牵 引 物 体 M 的 段 数 为 K， 绳 子 的 牵 引 力 为 F， 利 用 动 力 装 置 使 物 体 M 沿 水 平 面 由静 止 状 态 开 始 作 加 速 运 动 ， 则 由 牛 顿 运 动 定 律 可 知 ： KF=ma

8、2 （ 1） 式 中 a2 为 物 体 M 的 加 速 度 ， 并 且 a2=a1/K （ 2） 式 中 a1 为 滑 轮 组 输 入 端 绳 子 的 加 速 度 ， 解 （ 1） 、 （ 2） 式 可 得 ： a1=K2F/m （ 3） 使 用 滑 轮 组 的 目 的 是 运 输 或 提 升 一 定 数 量 货 物 到 达 目 的 地 ， 每 个 从 事 具 体 劳 动 的 人都 希 望 多 拉 快 跑 ， 即 省 力 、 又 迅 速 地 完 成 工 作 。 为 了 对 比 使 用 滑 轮 组 与 不 使 用 滑 轮 组 的区 别 ， 令 滑 轮 组 输 入 端 绳 子 的 加 速 度 在

9、使 用 滑 轮 组 与 不 使 用 滑 轮 组 时 都 为 a1 值 ， 在 此状 态 下 动 力 装 置 输 出 的 功 率 相 等 ， 设 不 使 用 滑 轮 组 时 （ K=1） 动 力 装 置 运 输 的 物 体 M质 量 为 m， 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 运 输 的 物 体 M 质 量 为 m， 则 有 ： F/m=K2F/m （ 4） 化 简 后 可 得 ： m=K2m （ 5） 但 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 运 输 物 体 M 的 距 离 是 不 使 用 滑 轮 组 时 的 L/K， 为 了 便 于对 比 ， 分 别 令 两 种 状 态 下 的 动

10、力 装 置 工 作 K 次 ， 这 样 一 来 ， 使 用 滑 轮 组 的 动 力 装 置 就可 将 质 量 为 K2m的 货 物 输 送 至 L 距 离 ， 不 使 用 滑 轮 组 的 动 力 装 置 则 将 质 量 为 Km的货 物 都 输 送 L 距 离 ， 此 时 通 过 对 比 可 见 ， 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 运 输 的 物 体 M 质 量m 为 不 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 运 输 的 物 体 M 质 量 m的 K 倍 。 当 物 体 M 的 运 动 存 在 摩 擦 阻 力 f 时 ， 则 式 （ 1） 变 为 KF-f=ma2 （ 6） 其 中

11、f=mg， 为 摩 擦 系 数 。 解 （ 2） 、 （ 6） 式 ， 并 将 f=mg 带 入 可 得 ： a1=（ K2F-Kmg） /m （ 7） 同 样 令 滑 轮 组 输 入 端 绳 子 的 加 速 度 在 使 用 滑 轮 组 与 不 使 用 滑 轮 组 时 都 为 a1 值 ， 在此 状 态 下 动 力 装 置 消 耗 的 功 率 相 等 ， 设 不 使 用 滑 轮 组 时 （ K=1） 动 力 装 置 运 输 的 物 体M 质 量 为 m， 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 运 输 的 物 体 M 质 量 为 m， 则 有 ： （ F-mg） /m=（ K2F-Kmg） /

12、m （ 8） 化 简 后 可 得 ： m=K2Fm/（ F+Kmg -mg） （ 9） 同 样 地 ， 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 运 输 物 体 M 的 距 离 是 不 使 用 滑 轮 组 时 的 L/K， 为了 便 于 对 比 ， 分 别 令 两 种 状 态 下 的 动 力 装 置 工 作 K 次 ， 这 样 一 来 ， 使 用 滑 轮 组 的 动 力装 置 就 可 将 质 量 为 K2Fm/（ F+Kmg -mg） 的 货 物 输 送 至 L 距 离 ， 不 使 用 滑 轮 组 的动 力 装 置 则 将 质 量 为 Km的 货 物 都 输 送 L 距 离 ， 此 时 通 过

13、对 比 可 见 ， 使 用 滑 轮 组 时 动力 装 置 运 输 的 物 体 M 质 量 m 为 不 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 提 升 的 物 体 M 质 量 m的KF/（ F+Kmg-mg） 倍 。 也 就 是 说 ， 利 用 滑 轮 组 牵 引 物 体 ， 在 某 些 条 件 下 使 运 输 车 辆和 机 械 传 动 装 置 不 仅 可 以 省 力 ， 而 且 可 以 通 过 将 更 多 的 物 体 输 送 至 目 的 地 的 形 式 节 约 能源 。 由 于 汽 车 、 火 车 、 轮 船 等 运 输 装 置 在 使 用 的 过 程 中 会 频 繁 地 出 现 启 动 、

14、加 速 、 减 速 、停 止 等 各 种 运 动 ， 并 在 启 动 、 加 速 、 减 速 、 停 止 等 各 种 运 动 过 程 中 消 耗 大 量 的 能 量 ， 上述 结 论 可 以 在 理 论 上 被 用 来 指 导 和 说 明 设 计 或 使 用 汽 车 、 火 车 、 轮 船 等 运 输 装 置 的 传 动系 统 ， 以 使 其 处 于 最 佳 节 能 状 态 。 例 如 ， 汽 车 、 火 车 、 轮 船 等 运 输 装 置 在 启 动 、 加 速 阶段 可 以 采 用 大 传 动 比 的 传 动 系 统 ， 开 足 马 力 全 力 冲 刺 ， 而 不 要 采 用 传 动 比

15、小 的 传 动 系 统 。对 于 沿 垂 直 方 向 作 牵 引 物 体 运 动 的 滑 轮 组 或 者 是 减 速 机 分 析 如 下 ： 一 个 质 量 为 m 的 物 体 M 悬 挂 在 空 中 ， 利 用 滑 轮 组 的 输 出 端 通 过 绳 子 与 物 体 M 相连 ， 绳 子 牵 引 物 体 M 的 段 数 为 K， 绳 子 的 牵 引 力 为 F， 利 用 动 力 装 置 使 物 体 M 在 空中 由 静 止 状 态 开 始 作 向 上 的 加 速 运 动 ， 则 由 牛 顿 运 动 定 律 可 知 ： KF-mg=ma2 （ 10） 式 中 a2 为 物 体 M 的 加 速

16、度 ， 并 且 a2=a1/K （ 11） 式 中 a1 为 滑 轮 组 输 入 端 绳 子 的 加 速 度 ， 解 （ 11） 、 （ 12） 式 可 得 ： a1=（ K2F-Kmg） /m （ 12） 使 用 滑 轮 组 的 目 的 是 运 输 或 提 升 一 定 数 量 货 物 到 达 目 的 地 ， 每 个 从 事 具 体 劳 动 的 人都 希 望 多 拉 快 跑 ， 即 省 力 、 又 迅 速 地 完 成 工 作 。 为 了 对 比 使 用 滑 轮 组 与 不 使 用 滑 轮 组 的区 别 ， 令 滑 轮 组 输 入 端 绳 子 的 加 速 度 在 使 用 滑 轮 组 与 不 使

17、用 滑 轮 组 时 都 为 a1 值 ， 在 此状 态 下 动 力 装 置 输 出 的 功 率 相 等 ， 设 不 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 运 输 的 物 体 M 质 量 为m， 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 运 输 的 物 体 M 质 量 为 m， 则 有 ： （ F-mg） /m=（ K2F-Kmg） /m （ 13） 化 简 后 可 得 ： m=K2m/ 1+（ K-1） mg/F （ 14） 但 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 提 升 物 体 M 的 高 度 是 不 使 用 滑 轮 组 时 的 h/K， 为 了 便 于对 比 ， 分 别 令 两 种 状

18、 态 下 的 动 力 装 置 工 作 K 次 ， 这 样 一 来 ， 使 用 滑 轮 组 的 动 力 装 置 就可 将 质 量 为 K2m/ 1+（ K-1） mg/F 的 货 物 提 升 至 h 高 度 ， 不 使 用 滑 轮 组 的 动 力 装 置则 将 质 量 为 Km的 货 物 都 提 升 至 h 高 度 ， 此 时 通 过 对 比 可 见 ， 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 提升 的 物 体 M 质 量 m 为 不 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 提 升 的 物 体 M 质 量 m的 K/ 1+（ K-1） mg/F 倍 。 当 物 体 M 的 运 动 存 在 摩 擦

19、 阻 力 f 时 ， 则 式 （ 11） 变 为 KF-mg-f=ma2 （ 15） 其 中 f=mg， 为 摩 擦 系 数 。 解 （ 12） 、 （ 16） 式 ， 并 将 f=mg 带 入 可 得 ： a1=（ K2F-Kmg-Kmg） /m （ 16） 同 样 令 滑 轮 组 输 入 端 绳 子 的 加 速 度 在 使 用 滑 轮 组 与 不 使 用 滑 轮 组 时 都 为 a1 值 ， 在此 状 态 下 动 力 装 置 输 出 的 功 率 相 等 ， 设 不 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 提 升 的 物 体 M 质 量 为m， 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 提 升

20、 的 物 体 M 质 量 为 m， 则 有 ： （ F-mg-mg） /m=（ K2F-Kmg-Kmg） /m （ 17） 化 简 后 可 得 ： m=K2Fm/（ F+Kmg+Kmg-mg-mg） （ 18） 同 样 地 ， 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 提 升 物 体 M 的 高 度 是 不 使 用 滑 轮 组 时 的 h/K， 为了 便 于 对 比 ， 分 别 令 两 种 状 态 下 的 动 力 装 置 工 作 K 次 ， 这 样 一 来 ， 使 用 滑 轮 组 的 动 力装 置 就 可 将 质 量 为 K2Fm/（ F+Kmg+Kmg-mg-mg） 的 货 物 提 升 至 h

21、 距 离 ， 不 使 用滑 轮 组 的 动 力 装 置 则 将 质 量 为 Km的 货 物 都 提 升 h 高 度 ， 此 时 通 过 对 比 可 见 ， 使 用 滑轮 组 时 动 力 装 置 提 升 的 物 体 M 质 量 m 为 不 使 用 滑 轮 组 时 动 力 装 置 提 升 的 物 体 M 质 量m的 KF/（ F+Kmg+Kmg-mg-mg） 倍 。 也 就 是 说 ， 利 用 滑 轮 组 或 减 速 机 提 升 物 体 ，在 某 些 条 件 下 使 运 输 车 辆 和 机 械 传 动 装 置 不 仅 可 以 省 力 ， 而 且 可 以 通 过 将 更 多 的 物 体 提升 至 目

22、 的 地 的 形 式 节 约 能 源 。 由 于 上 分 析 可 知 ， 对 于 电 梯 、 吊 车 等 各 种 纵 向 运 输 装 置 ， 在 启 动 、 加 速 阶 段 可 以 采用 大 传 动 比 的 传 动 系 统 ， 而 不 要 采 用 传 动 比 小 的 传 动 系 统 。 通 过 以 上 分 析 可 知 ， 令 动 力 装 置 通 过 滑 轮 组 或 减 速 机 对 物 体 进 行 输 送 ， 无 论 是 沿 水平 方 向 ， 还 是 沿 垂 直 方 向 ， 都 能 够 在 消 耗 一 定 能 量 的 条 件 下 ， 将 更 多 的 货 物 输 送 到 目 的地 。 滑 轮 组

23、的 组 装 :滑 轮 组 滑 轮 组 是 由 若 干 个 定 滑 轮 和 动 滑 轮 匹 配 而 成 ， 可 以 达 到 既 省 力 又 改 变 力 作 用 方 向 的目 的 。 使 用 中 ， 省 力 多 少 和 绳 子 的 绕 法 ， 决 定 于 滑 轮 组 的 使 用 效 果 。 动 滑 轮 被 几 根 绳 子承 担 ， 力 就 是 物 体 和 动 滑 轮 总 重 的 几 分 之 一 。 原 则 是 ： n 为 奇 数 时 ， 绳 子 从 动 滑 轮 为 起始 。 用 一 个 动 滑 轮 时 有 三 段 绳 子 承 担 ， 其 后 每 增 加 一 个 动 滑 轮 增 加 二 段 绳 子

24、。 如 ：n=5， 则 需 两 个 动 滑 轮 （ 3+2） 。 n 为 偶 数 时 ， 绳 子 从 定 滑 轮 为 起 始 ， 这 时 所 有 动 滑 轮 都只 用 两 段 绳 子 承 担 。 如 ： n=4， 则 需 两 个 动 滑 轮 （ 2+2） 。 其 次 ， 按 要 求 确 定 定 滑 轮 个 数 ， 原 则 是 ： 一 个 动 滑 轮 一 般 配 一 个 定 滑 轮 。 力 作 用 方向 不 要 求 改 变 时 ， 偶 数 段 绳 子 可 减 少 一 个 定 滑 轮 ； 要 改 变 力 作 用 方 向 ， 需 增 加 一 个 定 滑轮 。 综 上 所 说 ， 滑 轮 组 设 计

25、原 则 可 归 纳 为 ： 奇 动 偶 定 ； 一 动 配 一 定 ， 偶 数 减 一 定 ， 变 向加 一 定 。 对 于 绕 绳 方 法 ,有 一 点 切 记 :绳 不 可 相 交 .其 实 绕 绳 难 的 就 数 滑 轮 组 拉 ,只 要 掌 握 了 要决 ,那 就 一 点 不 难 拉 .滑 轮 组 在 绕 线 时 如 果 动 滑 轮 少 那 么 要 先 从 定 滑 轮 绕 起 ;反 之 要 定 滑 轮 少 ,那 么 要 先 从 动 滑 轮 绕 起 ;如 果 一 样 多 的 话 还 是 要 先 绕 动 滑 轮 。 滑 轮 组 的 用 途 :为 了 既 节 省 又 能 改 变 动 力 的

26、方 向 ， 可 以 把 定 滑 轮 和 动 滑 轮 组 合 成 滑 轮 组 。 省 力 的 大 小 使 用 滑 轮 组 时 ， 滑 轮 组 用 几 段 绳 吊 着 物 体 ， 提 起 物 体 所 用 的 力 就 是 物 重 的 几 分 之 一 。滑 轮 组 的 特 点用 滑 轮 组 做 实 验 ， 很 容 易 看 出 ， 使 用 滑 轮 组 虽 然 省 了 力 ， 但 是 费 了 距 离 动 力移 动 的 距 离 大 于 货 物 升 高 的 距 离 。 滑 轮 组 绕 法画 滑 轮 组 的 绕 法 ， 首 先 要 分 析 题 目 要 求 ， 是 要 减 轻 几 倍 力 （ 是 原 来 的 几

27、分 之 一 ） F=G/n,n 为 承 担 重 物 的 绳 子 的 段 数 。 注 ： 如 果 n 是 偶 数 ， 那 么 饶 线 的 起 始 点 在 上 面 的 定 滑 轮 上 ； 如 果 n 是 奇数 ， 那 么 绕 线 的 起 始 点 在 下 面 的 动 滑 轮 上 。 即 “奇 动 偶 定 ”定 理 。 滑 轮 组 的 机 械 效 率一 架 绞 车 通 过 滑 轮 组 提 升 重 800N 的 物 体 ， 在 1min 内 将 物 体 提 升 3m， 已 知 轴 的半 径 是 4.8cm， 摇 柄 的 长 是 48cm， 摇 动 摇 柄 时 用 的 力 是 49N， 计 算 1.这 个

28、 装 置 的 机 械 效 率 2.要 绞 车 的 人 的 功 率 先 假 设 绞 车 的 效 率 为 100%， 则 绞 车 的 拉 力 为49/4.8*48=490（ N） 。 根 据 此 力 大 于 重 物 重 量 的 一 半 ， 则 ： 可 以 假 设 使 用 一 个 动 滑 轮 的 滑 轮 组 组 ， 则 ： 需 要 绞 车 拉 绳 的 长 度 为 3m*2=6m； 绞车 需 要 转 过 的 圈 数 为 600（ cm） /2/3.1416/4.8=19.894(圈 ） ； 人 做 功 的 距 离 为19.894（ 圈 ） *2*3.1416*48=6000cm。 则 ： 1.这 个

29、装 置 的 机 械 效 率 为 800*300/(6000*49)=0.816 2.摇 绞 车 的 人 的 平 均 功 率 为 48（ N)*60（ m） /60（ s)= 48（ W） 。 假 如 假 设 使 用 两 个 动 滑 轮 的 动 滑 轮 组 ， 则 可 以 得 出 另 一 组 结 果 ： 1.这 个 装 置 的 机 械 效 率 为 800*300/(12000*48)=0.416667 2.摇 绞 车 的 人 的 平 均 功 率 为 48（ N)*120（ m） /60（ s)=96（ W） 。 定 滑 轮 、 动 滑 轮 和 滑 轮 组 的 特 点 和 作 用定 滑 轮 可 以 改 变 力 的 方 向 ， 但 不 能 很 省 力 地 拉 动 物 体 。 动 滑 轮 不 可 以 改 变 力 的方 向 ， 但 能 很 省 力 地 拉 动 物 体 。 滑 轮 组 结 合 了 定 滑 轮 和 动 滑 轮 ， 这 样 既 可 以 改 变 力 的 方向 ， 又 能 很 省 力 地 拉 动 物 体 。 滑 轮 组 中 动 滑 轮 用 的 越 多 越 省 力