چرخ و محور چرخي است كه به يك محور متصل است به طوري كه چرخيدن چرخ باعث چرخش محور و چرخیدن محور باعث چرخش چرخ شود .

فرمان اتومبيل ؛ پيچ گوشتي ؛ چرخ عقب دوچرخه و ....... ازجمله ماشین‌های چرخ و محور می‌باشند .

تفاوت چرخ و محور با قرقره در این است كه در قرقره چرخ به دور محور می‌چرخد اما در چرخ و محور چرخ به محور متصل است وبا هم می‌چرخند مثلاً در پیچ گوشتي كه  دسته آن چرخ است و میله آن محور با چرخاندن دسته ميله متصل به آن هم می‌چرخد و یا برعكس .

با توجه به تعريف بالا، از چرخ و محور می‌توان به دو صورت استفاده نمود :

1 – نيروي محرك را به چرخ و نیروی مقاوم را به محور وارد نماييم .

2 – نيروي محرك را به محور و نیروی مقاوم را به چرخ وارد نماييم .

در چرخ و محور بازوي محرك و بازوی مقاوم می‌تواند شعاع یا قطر چرخ و یا شعاع یا قطر محور باشد كه بستگي به وضعيت نيروي محرك و مقاوم دارد .

حالت اول :

اگر نيروي محرك بر چرخ و نیروی مقاوم بر محور وارد شود شعاع يا قطر چرخ بازوي محرك و شعاع يا قطر محور بازوي مقاوم است پس چون بازوي محرك بزرگ‌تر از بازوي مقاوم است چرخ و محور با افزايش نيرو و انتقال نيرو به ما كمك می‌کند . كه شكل آن به صورت زير است .  

                     


با توجه به شكل معلوم می‌شود كه مزيت مكانيكي آن بيشتر از يك است و چنانچه بخواهيم مزيت مكانيكي آن را بيشتر كنيم يعني چرخ و محور با افزايش نيروي بيشتري به ما کمک كند می‌توانیم قطر چرخ را خيلي بزرگ‌تر از محور نماييم و یا اينكه قطر محور را بسيار کوچک‌تر از چرخ كنيم مثلاً تصور كنيد كه فرمان اتومبيلي مانند پرايد چون نيروي محرك بر چرخ(دسته فرمان )  وارد شده و نیروی مقاوم آن محور وسط فرمان است پس افزايش نيرو دارد حالا اگر بجاي آن فرمان پرايد  فرمان يك كاميون را بر روی آن قرار دهيم فرمان راحت‌تر چرخيده    می‌شود .

توجه داشته باشيد كه گاهي ماشین‌های چرخ و محور بجاي قرار دادن چرخ كامل قسمتي از آن را يعني يك دسته بجاي چرخ قرار می‌دهند كه به آن ماشين دسته و محور می‌گویند كه البته تفاوتي با چرخ و محور ندارد در این صورت دسته به جاي چرخ عمل می‌کند .

مثلاً هنگامي كه لوله كش آچار شلاقي ( كه همان آچار لوله كشي است ) را به لوله می‌بندد تا لوله را بچرخاند دسته آچار حكم چرخ ولوله حكم محور را دارد و اگر ديده باشيد گاهي براي اينكه نيروي كمتري وارد کنند يعني افزايش نيرو بيشترشود طول دسته آچار را با افزودن يك تكه لوله به دسته بزرگ‌تر می‌کنند . همان كاري كه راننده‌ها براي آچار چرخ هنگام باز کردن پیچ‌های لاستيك اتومبيل خود انجام می‌دهند .

حالت دوم :

اگر در چرخ و محور نيروي محرك بر محور و نیروی مقاوم بر چرخ وارد شود در اين صورت بر عكس حالت قبلي اين بار شعاع يا قطر محور بازوي محرك وشعاع يا قطر چرخ بازوي مقاوم خواهد بود . پس چون بازوي محرك کوچک‌تر از بازوي مقاوم است پس چرخ و محور با انتقال نيرو و افزایش مسافت و سرعت اثر نيرو به ما کمک

 می‌کند . كه شكل آن به صورت زير است :


                   
     


اين بار هم با توجه به شكل چون بازوي محرك کوچک‌تر از بازوي مقاوم است پس مزيت مكانيكي چرخ و محور كمتر از يك می‌شود پس با انتقال نيرو و افزایش مسافت و سرعت اثر نيرو به ما كمك می‌کند و البته چنانچه بخواهيم كه افزايش مسافت و سرعت اثر نيروي آن خيلي بيشتر افزايش يابد باز هم می‌توانیم قطر چرخ را بسيار بزرگ‌تر از قطر محور انتخاب نماييم و یا اينكه قطر محور را بسيار کوچک‌تر از قطر چرخ انتخاب كنيم .

لازم به ياد آوري و توجه است كه در چرخ و محور قطر چرخ هميشه از قطر محور بزرگ‌تر است چه نيروي محرك بر چرخ وارد شود (فرمان اتومبيل ) چه نيروي محرك بر محور وارد شود ( پنكه يا فرفره ) فقط جاي بازوي محرك و بازوی مقاوم تغيير می‌کند .

ضمناً تفاوت ديگري كه چرخ و محور با قرقره دارد در اين است كه مزيت مكانيكي قرقره ثابت و یا متحرك هميشه عددي ثابت است و نمی‌توان آن را تغيير داد يعني مزيت مكانيكي قرقره ثابت هميشه عدد ( 1 ) است و مزيت مكانيكي قرقره متحرك هميشه عدد ( 2 ) است اما مزيت مكانيكي چرخ و محور با تغيير قطر چرخ يا محور و تغییر محل وارد شدن نيروي محرك و مقاوم می‌تواند به دلخواه كم يا زياد شود .

 

با توجه به مطالب بالا می‌توانیم مثال‌های ديگري نيز از چرخ و محور كه با آن‌ها سروكار داريم بياوريم مانند :

دستگيره در – دسته دوچرخه – دسته شير آب – مدادتراش روميزي – كليد قفل – كوك ساعت – و ........

در چرخ و محور بین شعاع (قطر) چرخ و شعاع (قطر) محور و نیروهایی که به چرخ و محور وارد می شود. رابطه ی زیر برقرار است. (در صورت صرف نظر از اصطکاک)

 توجه: چون چرخ و محور به هم چسبیده اند تعداد دورهایی که چرخ و محور در یک مدت می چرخند باید مساوی باشند. اگر چرخ یک دور بچرخد نقطه اثر نیروی محرک به اندازه محیط چرخ (rEا2R) جابه جا        می شود ونقطه اثر نیروی مقاوم به اندازه محیط محور (rRתا2) جابه جا خواهد شد.

 

نکته 2: در چرخ و محور اگر نیروی مقاوم به چرخ و نیروی محرک به محور وارد شود, چرخ و محور از طریق افزایش مسافت اثر نیرو کمک می کند زیرا بازوی مقاوم (rR) از بازوی محرک (rE) بزرگتر خواهد شد و مزیت مکانیکی آن از یک کم تر خواهد شد.

 

نكته3: تغییر جهت نیرو در این ماشین بستگی به نحوه بستن ریسمان ها به چرخ و محور دارد.

 

چرخ و محور نیز نوعی اهرم است. با این تفاوت که :

1) چرخ و محور نه در دامنه ی حرکت محدودیت دارد و نه در مزیت مکانیکی

2) اهرم پس از مدتی چرخش به دور تکیه گاه متوقف می شود ولی در چرخ و محور خیر.

 

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: