第二杠杆原理对现有变速器理论的革命性重大发展

irun

众所周知阿基米德在研究机械的过程中，发现并系统证明了阿基米德原理（即杠杆定律），为静力学奠定了基础。此外，阿基米德利用这一原理设计制造了许多机械。现有的《机械原理》是机械传动的基本理论，这一理论的基础就是在静力学理论基础上建立来的。
   自然界存在杠杆不是规则的一根直线型的，其自然形式是弯曲的，既然是弯曲的作为杠杆就是在三维空间的存在形式。这样，杠杆就有两种运动形式：
   1．当弯曲的杠杆取直时，杠杆以两维空间的存在方式。如直线形式的杠杆，有一个支点，杠杆两端在一个两维空间中运动。杠杆这种存在方式下阿基米德发现了杠杆原理
   2．杠杆以三维空间的存在方式。这也是一种自然存在的杠杆形式，这种方式下的杠杆运动规律才应该是真正反映杠杆在自然界的运动规律，也就是说弯曲的杠杆的运动规律包含了阿基米德两维空间的杠杆原理。我们且称弯曲的杠杆运动规律为：第二杠杆原理
  第二杠杆原理的定义是:
  第二杠杆原理亦称“杠杆动平衡条件”，在三维空间中要使弯曲的杠杆平衡，作用在杠杆上的两个扭矩
（动力矩、万向支点和内阻力矩）的大小跟它们的力臂成反比，跟它们的作用半径成正比：
动力矩×动力臂×内阻力矩半径=内阻力矩×阻力臂×动力矩半径，用代数式表示：
                               M1×r2×L1= M2 ×r1×L2。
式中，M1表示动力矩，M2表示内阻力矩，L1表示动力臂，L2表示阻力臂，r1表示动力矩半径，r2表示内阻力矩半径。
  从上式可看出，欲使杠杆达到动平衡，动力矩与动力臂与阻力臂的比和内阻力矩半径与动力矩半径的比的乘积的乘积等于内阻力矩。
     参见图示：
         
   

从第二杠杆原理的数学表达式可以看出，我们将弯曲的杠杆取直时r1和r2不存在，在式中消除r1和r2该数学表达式就是阿基米德的杠杆原理。
  弯曲杠杆的图示如下，第二杠杆原理数学表达式中改变放大的内扭矩M2的参数有四个r2、L1、r1、L2。改变这四个参数中的任何一个参数都会改变M2的大小。在改变这四个参数的同时杠杆弯轴上动量矩的变化这里就不详述了，只说明一点M2的存在是输出轴动量守恒在某个与M2对应阶段的必要条件；由于原有静力学理论我们一般不研究内力的作用效果，如传动轮之间的作用力，内力和外力是相等的、并同时存在；这里的内扭矩M2不是，它与M1不相等，但同时存在。
  我们在《机械原理》里可以学到，如果要改变输出的扭矩MII，就必须改变传动轮之间的传动半径来得到传动比，由静力学形成的这一理论我们已经应用了上百年。
  对比M2和MII会发现，M2是内扭矩不会做功，MII会做功。有图示可以看到M1和M2是同时输出的，M1输出后做功，使得输出轴产生加速度，大家都知道物体做加速度的同时会产生惯性力，该惯性力与加速度方向相反，与物体所受的摩擦阻力相同；摩擦阻力和惯性力共同作用在输出轴上与M2平衡，这种平衡状态与理论力学的《达朗伯原理》是对应的，《达朗伯原理》利用静力学平衡方程的数学形式列写系统的动力学方程。这种平衡状态使得输出轴获得匀速运行，M1同时对外做功。

注《达朗伯原理》如下：
  质点的达朗伯原理: 质点在运动的每一瞬时,作用在质点上的主动力,约束反力与质点的惯性力构成一平衡力系。

F + N + FI = 0

   从上能够看出一个是静力学的杠杆原理；一个是动力学的第二杠杆原理，都同样可以达到解决输出扭矩后达到不同的运动速度，其区别是一个通过改变传动轮的半径来改变传动比，一个是通过改变一根轴上的动量矩来达到输出的动量守恒。作为以静力学为理论《机械原理》从另一种意义上讲，通过第二杠杆原理能够建立或深入赋予其一种新的传动理论，那就是由第二杠杆原理这种动力学原理建立的《机械原理》新理论。
  第二杠杆原理的《机械原理》新理论是一种革命性的发展和深入，它不但能解决静力学理论的一些问题，还能解决一些以静力学建立的《机械原理》不能解决的问题。我们都知道利用传动轮之间实现无极变速，一般都采用低效率的摩擦传动，如果用齿轮实现这种主动的无级变速到现在是不可能的，但是，第二杠杆原理的《机械原理》新理论，通过在一根轴承传动的弯轴上四个参数r2、L1、r1、L2就会获得高效率的齿轮传动的无级变速。
在三维空间建立在动力学基础上的第二杠杆原理回归了杠杆在自然界存在的规律，随着对其深入的研究和发展，如在生物力学中的对应和应用，第二杠杆原理会释放出其夺目的光辉。
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                                                           山东济南 陈茂盛  smmcppp

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学习了

hank198427

好东东,学习