新的材料如铸铁和钢材被大量用于制造变速齿轮,提高了齿轮的强度和耐用性。
人们对齿轮的齿形设计和加工精度也有了更深入的研究,各种标准的渐开线齿形开始被广泛采用,使变速齿轮能够更高效、更稳定地实现变速功能。
飞轮是一个具有较大转动惯量的旋转体。
当风车的动力输出不稳定时,比如风速突然增大,多余的能量可以使飞轮加速旋转,将其以惯性的形式储存起来。
当风速减小,飞轮的惯性可以释放能量,维持风车输出轴的转速相对稳定。
17世纪,荷兰风车使用的飞轮是用铸铁制造,其质量和尺寸根据风车的功率大小进行设计。
飞轮并不是什么高端的东西,反而是人类最古老的一种储能装置。
早在公元前3000年左右,陶轮的使用可以看作是飞轮原理的早期应用。
陶工在制作陶器时,通过旋转陶轮来塑造陶器的形状。
陶轮在旋转过程中,由于其自身的惯性,能够保持较为稳定的旋转状态。
这与飞轮利用惯性来稳定运动的原理是相似的。
到了中世纪,飞轮就开始在一些机械装置中得到应用。
在一些手动操作的磨粉机中,人们会在磨盘的轴上安装一个较重的木质或石质飞轮。
当人力驱动磨盘转动时,飞轮会随着一起转动。
其惯性能够使磨盘在人力短暂中断或用力不均匀时,依然保持一定的转速,从而使磨粉过程更加平稳。
17世纪,随着机械工程的发展,飞轮在风车和水车等动力机械中的应用得到充分推广。
荷兰风车普遍安装铸铁飞轮,用于储存和调节能量。
当风车的动力输出不稳定时,飞轮可以起到缓冲的作用。
在当时的欧洲,许多工厂和作坊利用水车作为动力源。
飞轮也被安装在水车的传动系统中,来稳定机械的输出转速,提高生产效率。
工业革命时期,随着蒸汽动力的兴起,飞轮的设计和应用更加科学化和精密化。