簡單機械的作圖設(shè)計思路

凡能夠改變力的大小和方向的裝置，統(tǒng)稱“機械”。利用機械既可減輕體 力勞動，又能提高工作效率。機械的種類繁多，而且比較復雜。根據(jù)伽利略的提示，人們曾嘗試將一切機械都分解為幾種簡單機械，實際上這是很困難的，通常是把以下幾種機械作為基礎(chǔ)來研究。例如，杠桿、滑輪、輪軸、齒輪、斜面、螺旋、劈等。前四種簡單機械是杠桿的變形，所以稱為“杠桿類簡單機械”。后三種是斜面的變形，故稱為“斜面類簡單機械”。不論使用那一類簡單機械都必須遵循機械的一般規(guī)律——功的原理。

【杠桿】

用剛性材料制成的形狀是直的或彎曲的桿，在外力作用下能繞固定點或一定的軸線轉(zhuǎn)動的一種簡單機械。其上有支點（用O表示），動力（F）作用點，阻力（W）作用點，杠桿的固定轉(zhuǎn)軸就是通常所說的“支點”，從轉(zhuǎn)軸到動力作用線的垂直距離叫“動力臂”，從轉(zhuǎn)軸到阻力作用線的垂直距離叫“阻力臂”。上述就是通常所講的三點兩臂。由于杠桿上三點的位置不同，即產(chǎn)生不同的受力效果。

【杠桿原理】亦稱“杠桿平衡條件”。要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個力（動力和阻力）的大小跟它們的力臂或反比。動力×動力臂=阻力×阻力臂，用代數(shù)式表示為

F1×L1=F2×L2　　

式中，F(xiàn)表示動力，L1表示動力臂，W表示阻力，L2表示阻力臂。從上式可看出，欲使杠桿達到平衡，動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。在使用杠桿時，為了省力，就應(yīng)該用動力臂比阻力臂長的杠桿；如欲省距離，就應(yīng)該用動力臂比阻力臂短的杠桿。因此使用杠桿可以省力，也可以省距離。但是，要想省力，就必須多移動距離；要想少移動距離，就必須多費些力。要想又省力而又少移動距離，是不可能實現(xiàn)的。

【動力】

任何機械，不論是簡單的還是復雜的，在工作時，總要受到兩種力的作用：一種是推動機械的力叫作“動力”，另一種是阻礙機械運動的力叫作“阻力”。動力可以是人力，也可以是畜力、風力、電力、水力、蒸汽壓力等，阻力除了我們要克服的有用阻力之外，還有一些是不可避免的無用阻力。

【作用線】

通過力的作用點沿力的方向所引的直線，叫作“力的作用線”。

【動力臂】

從支點到力的作用線的垂直距離叫“力臂”。從支點到動力的作用線的垂直距離L1叫作“動力臂”；從支點到阻力的作用線的垂直距離L2叫作“阻力臂”。如果把從動力點到支點的棒長距離作為動力臂，或把從阻力點到支點的棒長距離作為阻力臂，這種認識是錯誤的。這是因為對動力臂和阻力臂的概念認識不清所致。

【阻力臂】

見動力臂條。

【轉(zhuǎn)動軸】

轉(zhuǎn)動是常見的一種運動。當物體轉(zhuǎn)動時，它的各點都做圓周運動，這些圓周的中心在同一直線上，這條直線叫做“轉(zhuǎn)動軸”。門、窗、砂輪、電動機的轉(zhuǎn)子等都有固定轉(zhuǎn)軸，只能發(fā)生轉(zhuǎn)動，而不能平動。幾個力作用在物體上，它們對物體的轉(zhuǎn)動作用決定于它們的力矩的代數(shù)和。若力矩的代數(shù)和等于零，物體將用原來的角速度做勻速轉(zhuǎn)動或保持靜止。