火车在铁轨上运动车轮的运动是平移还是旋转

作者&投稿:初便 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 我们都知道,汽车是有方向盘的。当我们需要转弯时,向相应的方向转动方向盘,车的前轮就会在传动机构的带动下往这个方向偏转。这个时候处于外侧的车轮运动的距离比内侧大,汽车就可以稳定地转弯了。

汽车转弯时各个车轮的状态

汽车的前轮在运动时可以不在同一个轴线上旋转,这通常是汽车可以转弯的前提。但火车的车轮却不是这样,它的每一对钢质车轮都被紧紧地固定在同一个轴上,在任何时候,这一对相同大小的车轮转动的角速度完全相同,并且火车没有方向盘,它意味着车轮只能沿着直线方向朝前走。那么火车是怎么做到转弯的呢?

一列正在转弯的火车

原来,火车的车轮表面并不是圆柱形,它实际上是一个圆锥面,内侧大一些,外侧小一点。而铁轨的安装也并不是水平的,它会向内侧倾斜一个比较小的角度,以使压力通过其中心向下传递到下方的枕木上。

车轮是一个斜的锥面

为什么要这样做?
你可能会好奇,为什么要这样做呢?难道把车轮做平、铁轨放平,重力垂直向下不好吗?其实早期的火车车轮就是平的,铁轨也是平放。但由于车轮与轨道之间不能卡死,在平路上行驶时它不但会左右飘,导致车轮内边缘撞击铁轨,当列车转弯时,大部分的离心力会施加到车轮内缘与铁轨侧面,导致车轮与铁轨的严重磨损。更加严重的是,它很容易脱轨。

而将车轮做成锥面时,情况便大不相同。

锥面车轮向右转弯时的情形

从上图我们可以看出,当车辆向右转弯时,离心运动的力会将列车向左侧推,这使得左边车轮的内侧更靠近铁轨,而右边车轮的外侧会与铁轨接触。车轮是椎体,它的外侧半径小于内侧半径,这意味着在转动同样角度的情况下(两侧车轮是固定在一起的),左侧车轮行驶的距离比右侧车轮更长。我们知道铁路弯道外侧的铁轨总是长于其内侧铁轨,只要两边车轮行驶的距离与铁轨的长度相对应,列车就不会发生漂移,转弯便是顺其自然的结果。

锥形车轮使转弯变得自然

当火车在平直的道路上行驶时,锥形的车轮会最大限度地保证车辆处于动态平衡的状态。因为当车轮向一侧偏移时,由于其两侧车轮与铁轨间接触半径发生变化,它会自然向另一侧做调整运动以寻找平衡,从而保证了车轮内边缘不会与铁轨擦碰。

车轮在轨道上行驶时的动态平衡

俯视角度的动态平衡

火车是如何转弯的?
尽管火车的车轮是两两固定在一起转动,但如果将所有的车轮都固定安装到车身上,列车也是无法转弯的。这时候我们需要利用转向架。

转向架在转弯时的作用

如果没有转向架会发生什么后果?我们看下面这张图就可以知道:

没有转向架很容易脱轨

列车的转向架通常安装在车厢前后两端附近,每个转向架装配两对轮轴,以保证每个车轮都与铁轨有紧密接触。

列车底部的转向架

防止脱轨的其它措施
有了锥体的车轮,有了转向架就可以保证列车不脱轨了吗?并非如此。列车在轨道上的安全行驶受到很多因素限制。

通过前文的介绍,我们不难发现,即便将列车的车轮做成了锥体,由于它内外缘的半径相差不大,因此列车的转弯半径也会受到限制。同时,火车能否安全地通过弯道还取决于列车自身的载重和它运行的速度。如果铁路的转弯半径过小、车速过快,都将导致列车脱轨的事故。

转弯半径过小意味着车速受到严格限制

当受到自然条件的限制无法做到更大的转弯半径,当重型火车绕弯道转弯时,反作用离心力会产生负面影响:乘客和货物可能会感到向外侧的力量,内外轨道会不均匀地磨损,并且不充分锚定的轨道可能会移动。为了获得更快的速度,还要保证安全,就需要将一侧的轨道抬高,以平衡列车转弯时的离心力。这种轨道的抬升被称为弯道超高。

一列客车高速驶入弯道时的照片,它倾斜了8°

现代的摆式列车采取了利用转向架在弯道处主动倾斜的方式来弥补路轨超高的不足,以改善乘客的体验,但这种补偿只能是有限的,它必须在列车运行的安全范围内进行,否则过快的车速还是会造成脱轨甚至倾覆事故。


火车在铁轨上运动车轮的运动是
火车在铁轨上运动时,车厢的运动是平移,车轮的运动是旋转.故选:A,B.

火车车轮在铁轨上滚动属于什么移动?
火车在铁轨上运动车轮的运动是旋转!以火车头(机车)的车轮为例说明:机车的车轮叫做机车轮对(locomotive wheelset),机车走行部中最重要的部件之一,由车轴、轮心及轮箍组成。见下图。机车全部重量通过轴颈、轮对支承在钢轨上,轮对滚动(旋转)使机车前进。

火车在铁轨上运动车轮的运动是平移还是旋转
当火车在平直的道路上行驶时,锥形的车轮会最大限度地保证车辆处于动态平衡的状态。因为当车轮向一侧偏移时,由于其两侧车轮与铁轨间接触半径发生变化,它会自然向另一侧做调整运动以寻找平衡,从而保证了车轮内边缘不会与铁轨擦碰。车轮在轨道上行驶时的动态平衡 俯视角度的动态平衡 火车是如何转弯的?尽...

火车轮子怎么在铁轨上运动的?
这个轮缘主要作用就是导向和防止脱轨。轮缘有很复杂的轮廓线标准要求,如果某车的轮缘的磨损太大超过了要求,就容易发生脱轨,必须加工切削轮缘至标准轮廓。一般来说钢轨是水平的,不存在哪边高低的问题,不脱轨的原因与之无关。但是,在弯道的时候所有的铁轨都会外面的高,内侧的低,这叫作外轨超高,其...

点接触运动的实例有哪些?
1. 火车车轮与钢轨之间的运动:这是一个典型的点接触高副,它支撑着火车的运行,并在铁轨上平稳地移动。2. 齿轮间的啮合:齿轮的接触点非常小,因此它们之间的相互作用也可以被视为点接触高副。这种高副的应用广泛,如在各种机械传动系统中。如果您需要更多关于高副在生活和实际应用中的例子,建议咨询...

火车为什么要在铁轨上行驶
火车在铁轨上行驶是因为火车只有在铁轨上才能跑动。火车的车身和车轮是钢铁做成的,拉的货物和乘客又很多,所以每节车厢都很重。如果在普通的柏油路上跑,就会陷到地里去,一步也走不了。由于火车又长又重,惯性大,不能说停就立刻停下来,这是很危险的。铁轨上没有其他车辆或行人,这样才能跑动得又...

笔直的铁轨上行驶的高铁的运动是什么运动
平移运动车轮的运动是旋转现象,车身的运动是平移现象;故答案为:旋转,平移.点评此题主要考查了平移和旋转的特征,平移时移动过程中只改变图形的位置

火车在铁轨上直行,火车车轮是什么运动
火车在铁轨上直行,火车车轮是( 平移 )运动。

火车轮与铁轨长时间摩擦车轮好不好越来越小?
毫无疑问,火车轮(称为轮对)长期使用也是会逐渐磨损的,钢轨也同样磨损,轮对主要是踏面(与钢轨接触面)、轮缘的磨损以及踏面的擦伤与剥离,一般要不定期对损伤轮对车削踏面,消除擦伤、剥离等缺陷,恢复踏面的几何形状,但最终也会达到磨损极限而报废,只能整体更换轮对。

火车车轮是如何卡在铁轨上的?
这样就决定了机车车辆的轮对并不是死死卡在钢轨上,轮缘只是起到一个定位的作用,限制机车车辆的轮对横向在一定的范围内活动。其实火车真正运行起来轮对所做的运动是非常复杂的,有滚动,有滑动,还有连滚带滑,然后还有一种叫做蛇形运动,就是指轮对在钢轨上其实是在纵向(列车运行方向)滚动的同时还沿着...

龙泉驿区15192684383: 火车在铁轨上运动时,车厢的运动是______,车轮的运动是______A.平移   B.旋转   C.既平移又旋转. -
国诚来喜:[答案] 火车在铁轨上运动时,车厢的运动是平移,车轮的运动是旋转. 故选:A,B.

龙泉驿区15192684383: 火车在铁轨上的运动是什么运动 -
国诚来喜:[答案] 汽车的车轮运动属于旋转,火车在铁轨上运行属于平移 是刚体的平面运动,由平行运动和定轴转动组成. 汽车的车轮运动属于旋转,火车在铁轨上运行属于

龙泉驿区15192684383: 火车在铁轨上行驶属于平移这句话是对的吗? -
国诚来喜:[答案] 如果轨道是圆形的,每节车厢就围绕圆形轨道的圆心作圆周运动,那么它就是以这个圆心为中心点作旋转,属旋转现象; 如果是在直线轨道上运动,那么它就是平移了. 所以火车在铁轨上行驶属于平移这句话不一定对

龙泉驿区15192684383: 火车在铁轨上前进,火车的运动是平移吗 -
国诚来喜: 是平移

龙泉驿区15192684383: 汽车的车轮运动属于什么现象,火车在铁轨上运行属于什么现象 -
国诚来喜:[答案] 汽车的车轮运动属于旋转, 火车在铁轨上运行属于平移

龙泉驿区15192684383: 火车在铁轨上直行,火车车轮是什么运动 -
国诚来喜: 火车在铁轨上直行,火车车轮是( 平移 )运动.

龙泉驿区15192684383: 火车在轨道上运行,只是平移运动.对吗? -
国诚来喜: 火车在轨道上运行,是平移运动是错的,因为轨道的原因.平移是一个地方到另一个地方,东西不变.

龙泉驿区15192684383: 火车在笔直的轨道上行驶,车身的运动是()现象.A. 平移B. 旋转C. 轴对称 -
国诚来喜:[答案] 火车在笔直的轨道上行驶,车身的运动是平移现象; 故选:A.

龙泉驿区15192684383: 火车在铁轨上运动时,车厢的运动是平移还是旋转 -
国诚来喜: 火车在铁轨上运动时,车厢的运动是平移,车轮的运动是旋转.

龙泉驿区15192684383: 开动的火车,车身的运动是什么,车轮的运动是什么. -
国诚来喜:[答案] 开动的火车,车身的运动是( 平移现象 ),车轮的运动是( 旋转现象 ). 温馨提示:如果我的回答能帮助到您,请楼主麻烦点击一下右上角的【采纳回答】或【满意】按钮.

本站内容来自于网友发表,不代表本站立场,仅表示其个人看法,不对其真实性、正确性、有效性作任何的担保
相关事宜请发邮件给我们
© 星空见康网