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🪢 滑輪系統計算器

對於由固定滑輪與可移動滑輪組成的滑輪組系統,輸入支撐負載的繩股數(S)與負載重量,即可得到機械優勢(MA=S)及提升時所需的實際拉力。

固定滑輪只改變力的方向,不改變力量。僅計算纏繞在可移動滑輪上的繩股。

考慮摩擦損失,理想情況為 100%。

結果
機械優勢(MA)
所需力量

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指南

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01

滑輪系統的機械優勢(MA)是什麼?

滑輪組(方塊滑輪)系統的理想機械優勢(IMA)等於實際支撐移動負載的繩股數(S)。換句話說,MA = S

固定滑輪只改變力的方向——不會減少所需力量。只有可移動滑輪能減少所需力量,而優勢會隨著單條連續繩索繞過可移動滑輪的股數增加而增大。
02

所需力量公式

在理想情況下(無摩擦),所需力量為:

F = Load ÷ MA

實際上,繩與滑輪間的摩擦使得效率(η)低於 100%,因此:

F = Load ÷ (MA × η)

例如,在效率為 80% 時,以 S=4(luff tackle)提升 100 kgf 的負載需要 F = 100 ÷ (4 × 0.8) = 31.25 kgf 的力量。
03

常見滑輪配置

這些是標準教材中的簡單機範例,實際 S 取決於繩索實際的繞法,因此直接在你的裝置上逐股數繩才是最準確的方法。

· 1 個固定滑輪:S=1(僅改變方向,無力學增益)
· 單獨 1 個可移動滑輪:S=2
· 2 個滑輪系統(1 固定 + 1 可移動):S=2
· Gun tackle(2 個可移動滑輪):S=3
· Luff tackle:S=4

常見問題

機械優勢(MA)是否永遠等於繩股數?
在理想情況下(忽略摩擦),是的——MA = S,其中 S 是支撐移動負載(可移動滑輪)的繩股數。實際上,摩擦會降低真實優勢,本計算器會用效率(%)值對其進行修正。
使用多個固定滑輪會減少所需力量嗎?
不會。固定滑輪只改變力的方向,不會改變其大小(優勢)。你至少需要一個可移動滑輪才能真正減少力量。
如何選擇效率(%)值?
這取決於滑輪類型(有無軸承)、繩索材料以及維護狀況。保養良好的滾珠軸承滑輪通常估計為 90-98%,一般滑輪組約為 80-90%。精確數據請查閱製造商規格。