Wie funktioniert der zusammengesetzte Hebel?

Ein zusammengesetzter Hebel ist ein System, das aus zwei oder mehr einfachen Hebeln besteht, die zusammenarbeiten, um Kraft und Bewegung zu übertragen. In einem zusammengesetzten Hebel wird die Ausgangskraft oder Bewegung eines Hebels zur Eingangskraft oder Bewegung für den nächsten Hebel. Diese Anordnung ermöglicht dem Verbindungshebel, einen größeren mechanischen Vorteil zu erzielen oder die angelegte Kraft zu verstärkenErmächtigen Sie es einfacher, schwere Lasten zu bewegen oder Aufgaben auszuführen, die erhebliche Kraft erfordern.

Hier finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Erklärung, wie ein zusammengesetzter Hebel funktioniert:

1. Der Benutzer wendet eine Anstrengung (Eingangskraft) im ersten Hebel im System an.
2. Der erste Hebel verstärkt die Eingangskraft basierend auf seinem mechanischen Vorteil, der durch das Verhältnis der Längen seines Anstrengungsarms und des Lastarms bestimmt wird.
3. Die verstärkte Kraft aus dem ersten Hebel wird dann als Eingangskraft zum zweiten Hebel angewendet.
4. Der zweite Hebel verstärkt die Kraft weiter basierend auf seinem mechanischen Vorteil.
5. Wenn im System zusätzliche Hebel vorhanden sind, wird die Kraft nach demselben Prozess übertragen und verstärkt.
6. Der endgültige Hebel im System wendet die Ausgangskraft (oder Last) auf den gewünschten Punkt an, wodurch das Bewegen oder die Manipulation der Last einfacher wird.

Verbindungshebel werden häufig in Anwendungen verwendet, bei denen ein großer mechanischer Vorteil erforderlich ist, z. B. in schweren Maschinen, Handwerkzeugen und Hebesystemen. Durch die Kombination mehrerer einfacher Hebel kann ein zusammengesetzter Hebel einen größeren mechanischen Vorteil erzielen als ein einzelner Hebel, was es effizienter macht, Aufgaben auszuführen, die erhebliche Kraft erfordern.

Was ist die Berechnung für einen zusammengesetzten Hebel?

Um die Ausgangskraft zu bestimmen, müssen Sie den gesamten mechanischen Vorteil (MA) des Verbindungshebelsystems berechnen und dann mit der Eingangskraft (Aufwand) multiplizieren. Der mechanische Gesamtvorteil wird erhalten, indem die mechanischen Vorteile jedes einzelnen Hebels im System multipliziert werden.

Diagramm eines zusammengesetzten Hebels

Hier ist die allgemeine Formel zur Berechnung des mechanischen Vorteils (MA) eines einzelnen Hebels:

MA = Abstand von Bemühungen zu Dreh- und Angelpunkten (DE) / Abstand von Last zu Dreh- und Angelpunkt (DL)

Für ein Verbindungshebelsystem mit zwei Hebeln würden Sie den mechanischen Vorteil jedes Hebels berechnen und dann die beiden Werte multiplizieren:

Gesamt ma = ma des Hebels 1 × mA von Hebel 2

Wenn das zusammengesetzte Hebelsystem über mehr als zwei Hebel verfügt, können Sie diese Methode erweitern, indem Sie die mechanischen Vorteile aller einzelnen Hebel multiplizieren:

Gesamt ma = ma des Hebels 1 × Ma des Hebels 2 × ... × ma von Hebel n

Um die Ausgangskraft (F_OUT) des Verbindungshebelsystems zu berechnen, multiplizieren Sie den gesamten mechanischen Vorteil mit der Eingangskraft (F_IN):

F_out = Gesamt ma × f_in

Bitte beachten Sie, dass diese Berechnung aufgrund von Reibung oder anderen Ineffizienzen im System keine Energieverluste annimmt. In realen Anwendungen müssen Sie möglicherweise solche Faktoren berücksichtigen, um genaue Ergebnisse zu erzielen.

Zusammengesetzter Hebelrechner

Hebel 1

Hebel 2

Eingangskraft

Ergebnisse

Beispiel eines zusammengesetzten Hebels

Eine Presse ist eine Art Verbindungshebelmechanismus. Sie werden in den meisten Fabrik- und Mekahin -Fabriken verwendet. Diese Art von Mechanismen wird verwendet, da die Eingangskraft normalerweise von einem Menschen mit begrenzten Kraftfunktionen angewendet wird. Die Kraft, die zum Stanzen eines Lochs durch ein Stahlblech erforderlich ist Verstärken Sie die menschliche Eingangskraft, um eine 10 -fache Ausgangskraft zu erzeugen oder eine Stahlplatte zu schlagen.