392023-10-02 02:03:11
我们先来看两组齿轮系统
5个齿轮一组
6个齿轮一组
哪一组的齿轮是可以运转的呢？文中我会揭晓答案。
齿轮，是一个我们既熟悉又陌生的物体。每当我们单独拿出一个齿轮，连小孩子都能认得出；但是当我们拿出一个复杂的齿轮结构时，大部分的人又会觉得太深奥了。
汽车变速箱
齿轮可以说是人类最伟大的发明之一，至于它的发明者，历史已经无法考究。最早对齿轮进行系统论述的，是公元前希腊著名的亚里士多德。几千年过去了，齿轮依旧活跃在我们的现代社会。钟表、汽车变速器、差速器、电梯，齿轮一直在不断地更新迭代服务着我们。
我们今天就来聊点最基础的齿轮的几个特性，如果内容太过浅显，就当娱乐消遣。[狗头]
丨1丨两个相邻的齿轮彼此旋转的方形相反
相邻的齿轮方向是怎样的呢？
如果一个齿轮是顺时针旋转，那么与它相邻的齿轮的方向就是逆时针旋转。
如果是一组齿轮的话，这个定理很明显。但是在多齿轮系统中，这个定理就很有用了。因为相邻的齿轮彼此运动方向相反，那么相隔一个的齿轮运动方向就是相同的。因此，在齿轮组成圆环状结构的时候，整个系统的齿轮数必须是偶数。如果是单数个的齿轮构成环状，这个齿轮系统就是被卡死的系统。那么前面的问题答案，你了解了吗？
由于远端相邻的两个齿轮转动方向相同，因此无法正常运转
彼此相邻齿轮转动方向相反
这个定理还运用在齿轮的传递作用上。当齿轮构成一个传递链的时候。相间隔的齿轮运动方向总是相同的。因此如果最远端齿轮序号是单数的时候，齿轮方向就和第一个相同；如果是偶数的时候，齿轮的方向就和第一个相反。
丨2丨一个齿轮系统里齿数相同速率必相同
假设我们现在有ABC三个齿轮，两个相同的齿轮中间夹着一个大齿轮，A和C的齿数相同都是25，B的齿数是50。如果A每分钟转10圈，那么C的每分钟转多少圈？B呢？
A和C每圈有25个齿轮，那么每分钟A一共走过了250个齿数，而C和A处于同一个系统，那么C的速度和A的一样，也是每分钟转25圈。而B走过250个齿数只需要250/50=5圈。
了解了这个定理之后，再复杂的齿轮系统也可以很容易明白了。
试试你能回答这个问题吗
丨3丨齿轮与传送带
齿轮的转数不光只是能传递给齿轮，同样也能用在传送带上。
那么我们来看看，传送带上的齿轮的问题又是怎样的呢？
有两个相同密度的传输带，如果下方的传送带以1米/分钟的速度向右运行，那么上方的传送带的速度和方向是怎样的呢？还记得我们第二条定理吗？同一个系统内，相同的齿轮速度一样，因为齿轮的圆周运动，看的是齿数。因此同个系统内，同时间传输带走过的齿数也是一样，在齿数密度相等的情况下，这两条传送带的速率是一样的。但是方向是相反的。
现在我们已经了解了齿轮的基础的几个属性了。下次陪孩子在游乐场玩齿轮玩具的时候，小朋友问你为什么搭好的齿轮无法转动的时候，你就可以好好地跟他聊聊了。[狗头]
最后一个问题，达芬奇曾经画了一副战车图，如果这个战车被设计出来，这个战车能用吗？
达芬奇的战车能开得动吗？
图文/淇淇怪怪的异想世界
参考资料：
1、维基百科
2、Brilliant
