為什么其他形狀不能像圓形一樣成為車輪的主流
圓形成為車輪主流形狀而其他形狀不行,原因眾多。
圓形車輪半徑相等,車軸在滾動時始終處于同一高度,保證車輛行駛平穩(wěn),乘客不會有顛簸感。不像方形等其他形狀,車輪與地面接觸點不斷變化,導(dǎo)致車輛晃動。
從力學(xué)角度看,圓形輪子滾動時與地面接觸面積小,摩擦力小,行駛效率高,能耗低。方形輪子接觸面積大,摩擦力大,行駛費力且能耗高。
圓形輪子制造工藝相對簡單,容易標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?;a(chǎn),維修和更換方便。方形輪子制造難度大,不利于大規(guī)模生產(chǎn)。
圓形輪子運動中,中心始終與車輛重心垂直,空間利用率高,車輛穩(wěn)定性好。方形輪子難以做到。
圓形輪子旋轉(zhuǎn)慣性力均勻分布,不會產(chǎn)生額外振動和噪音,乘坐更舒適。其他形狀的輪子容易出現(xiàn)這些問題。
圓形的周長相對較短,能節(jié)省材料。相同邊長設(shè)為 1,圓形周長 3.14,四邊形邊長 4,五邊形邊長 5。
而且圓形能提高安全系數(shù),地面濕滑時,滾動摩擦比滑動摩擦阻力大,緊急剎車在防抱死協(xié)助下更安全。
車輪做成圓形大約在公元前 3000 年被發(fā)明,制陶工人用陶輪轉(zhuǎn)動陶罐,馬車夫受到啟發(fā)給馬車裝了輪子,改變了陸上交通。
圓形車輪省力,行駛中重心不變,不會因重心起伏消耗動力,還能減少與地面摩擦,提升速度和工作效率。要是輪轂故障變形,輪胎與中軸線距離不等,車子行駛就不順暢。
綜合這些因素,圓形車輪在穩(wěn)定性、摩擦力、制造工藝、空間利用率、舒適性、省料、安全系數(shù)、省力等方面都表現(xiàn)出色,這就是它成為車輪主流形狀的原因。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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