滑輪

　　滑輪是一個周邊有槽，能夠繞軸轉動的小輪。由可繞中心軸轉動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的柔索(繩、膠帶、鋼索、鏈條等)所組成的可以繞著中心軸轉動的簡單機械叫做滑輪。

　　簡介

　　在力學里，典型的滑輪(pulley)是可以繞著中心軸旋轉的圓輪。在圓輪的圓周面具有凹槽，將繩索纏繞于凹槽，用力牽拉繩索兩端的任一端，則繩索與圓輪之間的摩擦力會促使圓輪繞著中心軸旋轉。按滑輪中心軸的位置是否移動，可將滑輪分為“定滑輪”、“動滑輪”;定滑輪的中心軸固定不動，動滑輪的中心軸可以移動。滑輪主要的功能是牽拉負載、改變施力方向、傳輸功率等等。多個滑輪共同組成的機械稱為“滑輪組”，或“復式滑輪”。滑輪組的機械利益較大，可以牽拉較重的負載。滑輪也可以成為鏈傳動或帶傳動的組件，將功率從一個旋轉軸傳輸到另一個旋轉軸。

　　滑輪是變形杠桿，屬于杠桿類簡單機械，用途很廣。不但省力而且還可以改變力的方向。中心軸跟重物一起移動的滑輪叫動滑輪，是變形的不等臂杠桿(省力杠桿)，能省一半力，但費一倍的距離(動滑輪上升n米，細繩自由端上升2n米，n≥0)，并且不能改變力的方向。定滑輪細繩的受力方向無論向何處，吊起重物所用的力都相等(繩重及繩與輪之間的摩擦不計)(動力臂和阻力臂都相等且等于滑輪的半徑);動滑輪細繩受力方向豎直向上時最省力。

　　滑輪在初中物理教材中以知識點的形式出現，要求對力的方向、繩端移動距離、做功情況等問題作出解答。

　　歷史

　　關于滑輪的繪品最早出現于一幅西元前八世紀的亞述浮雕。這浮雕展示的是一種非常簡單的滑輪，只能改變施力方向，主要目的是為了方便施力，并不會給出任何機械利益。在中國，滑輪裝置的繪制最早出現于漢代的畫像磚、陶井模。在《墨經》里也有記載關于滑輪的論述。

　　古希臘人將滑輪歸類為簡單機械。早在西元前400年，古希臘人就已經知道如何使用復式滑輪了。大約在西元前330年，亞里士多德在著作《機械問題》(《Mechanical Problems》)里的第十八個問題，專門研討“復式滑輪”系統阿基米德貢獻出很多關于簡單機械的知識，詳細地解釋滑輪的運動學理論。據說阿基米德曾經獨自使用復式滑輪拉動一艘裝滿了貨物與乘客的大海船，西元一世紀，亞歷山卓的希羅分析并且寫出關于復式滑輪的理論，證明了負載與施力的比例等于承擔負載的繩索段的數目，即“滑輪原理”。

　　1608年，在著作《數學紀要》(《Mathematical Collection》)里，荷蘭物理學者西蒙·斯特芬表明，滑輪系統的施力與負載之間移動路徑的長度比率，等于施力與負載之間的反比率。這是雛型的虛功原理。

　　1788年，法國物理學者約瑟夫·拉格朗日在巨著《分析力學》(《Mécanique analytique》)里，使用滑輪原理推導出虛功原理，從而揭起了拉格朗日力學的序幕。

　　材質

　　木滑輪、鋼滑輪和工程塑料滑輪，可根據實際使用要求有各種材質

　　使用方法

　　定滑輪、動滑輪以及動、定滑輪組成的滑輪組

　　數目

　　單滑輪、雙滑輪、三滑輪、四滑輪以至多輪等多種

　　作用

　　導向滑輪、平衡滑輪

　　連接方式

　　吊鉤式、鏈環式、輪材式、吊環式和吊鏈式

　　滑輪材料

　　承受載荷不大的小尺寸滑輪(D<350mm)一般制成實體的滑輪，采用15、Q235或鑄鐵(如HT200)。

　　受大載荷的滑輪一般采用球鐵或鑄鋼(如ZG270-500)，鑄成帶筋和孔或帶輪輻的結構

　　大型滑輪(D>800mm)一般用型鋼和鋼板焊接結構。

　　構造

　　滑輪組是由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成，可以達到既省力又改變力作用方向的目的。使用中，省力多少和繩子的繞法，決定于滑輪組的使用效果。滑輪被兩根繩子承擔，即每根繩承擔物體和動滑輪

　　力就是物體和動滑輪總重的幾分之一。

　　數，原則是：n為奇數時，繩子從動滑輪為起始。用一個動滑輪時有三段繩子承擔，其后每增加一個動滑輪增加二段繩子。如：n=5，則需兩個動滑輪(3+2)。n為偶數時，繩子從定滑輪為起始，這時所有動滑輪都只用兩段繩子承擔。如：n=4，則需兩個動滑輪(2+2)。

　　其次，按要求確定定滑輪個數，原則是：一般的：兩股繩子配一個動滑輪，一個動滑輪一般配一個定滑輪。力作用方向不要求改變時，偶數段繩子可減少一個定滑輪;要改變力作用方向，需增加一個定滑輪。

　　綜上所說，滑輪組設計原則可歸納為：奇動偶定;一動配一定，偶數減一定，變向加一定。

　　由可繞中心軸轉動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的柔索(繩、膠帶、鋼索、鏈條等)所組成的可以繞著中心軸轉動的簡單機械。滑輪是杠桿的變形，屬于杠桿類簡單機械。在我國早在戰國時期的著作《墨經》中就有關于滑輪的記載。中心軸固定不動的滑輪叫定滑輪，是變形的等臂杠桿，不省力但可以改變力的方向。中心軸跟重物一起移動的滑輪叫動滑輪，是變形的不等臂杠桿，能省一半力，但不改變力的方向。實際中常把一定數量的動滑輪和定滑輪組合成各種形式的滑輪組。滑輪組既省力又能改變力的方向。

　　工廠中常用的差動滑輪(俗稱手拉葫蘆)也是一種滑輪組。滑輪組在起重機、卷揚機、升降機等機械中得到廣泛應用。

　　滑輪有兩種：定滑輪和動滑輪，組合成為滑輪組。