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大家好，这个部分是基础原理部分，机械入门部分，乐高官方给机械结构划分了四个部分：齿轮，轮轴，杠杆，滑轮。上次，我们说完了最基础简单的部分，现在我们要进阶了。我们从轮轴、杠杆、滑轮、斜面、楔子、螺钉、齿轮、凸轮、棘轮机构、结构十个方面给大家讲解。已经说过的不再赘述，需要的，可以去以前内容查找。

内容取自乐高官方简单机械套装原理模型，教学材料，需要9686套装。

轮轴：

轮轴一般是用于制作车辆。而车辆最大的特点在于其灵活的控制力。所以，我们主要研究这个。通过之前的学习，我们已经知道分离轴的轮胎比较灵活，易于转向。那么怎么制作一个方向盘来控制呢？

来看两个基本模型学习一下。

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原理模型一

搭建（转向轮）：

结论

此模型展示的是有转向系统的手推车。沿直线推动该模型或者按 照有急转弯的“Z”字形推动该模型，都能很容易地对其进行操控。分轴可以使轮子以不同的速度转动，转向盘可以进行良好地控制。

关于如何用齿条转弯，前面有文章提到过，有兴趣，可以移到之前去看一下。理论上就是通过齿条的平行四边形控制让两个轮胎能够一直平行。

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原理模型二

搭建（方向盘）：

结论

此模型展示的是万向节。当转动把手时，旋转运动经万向节倾斜 地传输至输出。输入与输出的速度比为 1:1。

通过这个结构，方向盘终于可以灵活地变换位置和方向，方便人类使用。

滑轮：

滑轮是由缠绕在轮缘上的绳索、链条或皮带移动的轮子。

在一组由皮带驱动的滑轮中，两个滑轮通过一条传动带相连接。被施加外力（作用力）的轮子称为主动轮，另一个轮子称为从动轮。主动轮提供动力，从动轮不提供动力。当主动轮转动时，传动带移动并带 动从动轮以相同方向转动。如果主动轮比从动轮小，则从动轮比主动轮转动得慢。

这是之前学过的，我们在此基础上继续学习滑轮的更多用法：

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垂直传动：

搭建：

结论

此模型展示的是由皮带驱动的滑轮，其中主动轮和从动轮的速度 相同，但是由于皮带扭转，因此它们的运动角度会有变化。

皮筋、滑轮的垂直传动倒是比齿轮简单得多了。

2

二级减速：

搭建：

结论

此模型展示的是使用复合滑轮系统的由皮带驱动的滑轮。这样可 以明显减小速度，但同时也会大幅增加输出力。小主动轮会减慢 大从动轮的移动速度。与大从动轮共用一个轴的小主动轮成为了 第二大从动轮的主动轮。

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双向减速：

搭建：

结论

此模型展示的是由皮带驱动的滑轮，其中一个主动轮驱动两个从 动轮，从而产生双倍的输出力。主动轮和从动轮大小上的不同会 导致速度减小，但是输出力会增加。

4

滑轮的基本作用：

搭建：

结论

此模型没有增加或减小必要的作用力、速度或距离。只是提升或降级了重物高度。

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定滑轮：

搭建：

结论

此模型展示的是单个定滑轮。它不能省力，也不能改变速度，仅 是改变了运动方向。

注意，定滑轮只改变力的方向！

6

动滑轮：

搭建：

结论

此模型展示的是定滑轮和动滑轮。它将提升负载所需的作用力减 少了一半，同时降低了提升负载的速度。必须将细绳拉长至其两 倍长度，才能提升重物。

动滑轮最直接的就是省力气！

今天的进阶：轮轴和滑轮部分就说完了，应用部分以后再说，我们先把基础搞定。

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