複合レバーはどのように機能しますか
複合レバーは、力と運動を伝達するために連携する2つ以上の単純なレバーで構成されるシステムです。 複合レバーでは、1つのレバーからの出力または動きが次のレバーの入力力または動きになります。このアレンジメント 複合レバーがより大きな機械的利点を達成したり、適用された力を増幅したりすることを可能にします、重い負荷を移動したり、大きな力を必要とするタスクを実行しやすくします。
複合レバーがどのように機能するかについての段階的な説明を次に示します。
- ユーザーは、システム内の最初のレバーに努力（入力力）を適用します。
- 最初のレバーは、その機械的利点に基づいて入力力を増幅します。これは、努力アームと荷重アームの長さの比率によって決定されます。
- 次に、最初のレバーからの増幅された力が、2番目のレバーへの入力力として適用されます。
- 2番目のレバーは、その機械的利点に基づいて力をさらに増幅します。
- システムに追加のレバーがある場合、同じプロセスに従って、力がそれぞれに伝達および増幅されます。
- システム内の最終レバーは、出力力（または負荷）を目的のポイントに適用し、負荷の移動や操作を容易にします。
複合レバーは、重機、ハンドツール、リフティングシステムなど、大きな機械的利点が必要なアプリケーションでよく使用されます。複数の単純なレバーを組み合わせることにより、複合レバーは単一のレバーよりも大きな機械的利点を達成でき、重要な力を必要とするタスクの実行により効率的になります。
複合レバーの計算は何ですか？
出力力を決定するには、化合物レバーシステムの総機械的利点（MA）を計算し、入力力（努力）を掛ける必要があります。全体の機械的利点は、システム内の個々のレバーの機械的利点を掛けることで得られます。
複合レバーの図
単一のレバーの機械的利点（MA）を計算するための一般的な式は次のとおりです。
Ma =努力から支点まで（de） /荷重から支点までの距離（dl）
2つのレバーを備えた複合レバーシステムの場合、各レバーの機械的利点を計算し、次に2つの値を掛けます。
レバーの合計MA = MA = MAのレバー2の1×MA
化合物レバーシステムに3つ以上のレバーがある場合、すべての個々のレバーの機械的利点を掛けることでこの方法を拡張できます。
レバーのレバー1×MAの合計MA = MAレバー2×...×レバーnのMA
最後に、化合物レバーシステムの出力（F_out）を計算するには、総合的な機械的利点に入力力（F_IN）を掛けます。
f_out =合計ma×f_in
この計算では、システム内の摩擦やその他の非効率性によるエネルギー損失がないことに注意してください。実際のアプリケーションでは、正確な結果を得るためにそのような要因を考慮する必要がある場合があります。
複合レバー計算機
レバー1
レバー2
入力力
結果
複合レバーの例
プレスは、複合レバーメカニズムの一種です。それらは、ほとんどのファブリックおよびメカヒンの工場で使用されています。このタイプのメカニズムは、通常、力の能力が限られている人間によって入力力が適用されるため、使用されていますが、鋼のシートに穴を開けるために必要な力はこれよりも多くの大きさであるため、複合レバーが必要です。人間の入力力を増幅して、さらに100倍の出力力を作成するか、鋼板をパンチするのに十分です。
