Có phải mọi loại bánh xe đều là hình tròn không?

Chúng ta đã biết bánh xe thường có dạng hình tròn, vì vậy từ các điểm ở vành bánh xe đến tâm bánh xe có khoảng cách bằng nhau.

Thế nhưng có phải mọi loại bánh xe bắt buộc đều phải là hình tròn?

Trong hệ thống bánh xe răng, nếu như cả đôi bánh xe đều hình tròn thì thông qua sự truyền động của bánh xe răng, người ta có thể thay đổi tốc độ. Ví dụ nếu bánh chủ động có 50 răng còn bánh bị động có 100 răng, thì khi bánh chủ động quay 100 vòng thì bánh bị động sẽ quay được số vòng là 50. Bánh bị động chuyển động với tốc độ chậm nhưng chuyển động đó là chuyển động đều.

Nhưng ta muốn bánh xe chuyển động không đều thì phải làm thế nào? Bấy giờ chúng ta sẽ sử dụng bánh xe không phải hình tròn.

Bánh xe răng hình elip là một loại bánh răng như vậy, Do hình elip có tính chất là tổng của các khoảng cách từ một điểm bất kì đến các tiêu điểm là một số không đổi (ví dụ bằng 2a). Nếu hai bánh xe răng elip có kích thước bằng nhau, thì chỉ cần điều chỉnh giữ cho khoảng cách hai trục qua hai tiêu điểm là 2a, và cố định một trục tại một tiêu điểm thì khoảng cách từ điểm tiếp xúc của các răng đến tâm của hai trục bằng 2a. Nói cách khác là bánh xe răng có thể chuyển động bình thường. Sau đó ta xét, giả sử bánh xe bên phải là bánh bị động và thay đổi tốc độ khi được truyền động. Từ hình 1 đến hình 2, bánh chủ động chuyển động một góc 24o thì bánh bị động sẽ chuyển động một góc 45o. Từ hình 2 đến hình 3 bánh chủ động chuyển động 90o thì bánh bị động chuyển động 140o, từ hình 3 đến hình 4, bánh chủ động chuyển động 90o thì bánh bị động quay một góc 40o. Như vậy khi quay hết nửa vòng thì bánh bị động chuyển động ban đầu nhanh, về sau thì chậm.

Trong sản xuất tự động hoá người ta thường dùng một loại bánh xe được gọi là “bánh lồi” (loại linh kiện cam). Trong vòng chuyển động các điểm có khoảng cách đến trục bánh xe không đều nhau, như ở hình 5. Trên biên của bánh xe có một cơ cấu tựa G. Khi bánh xe chuyển động từ (1) – (4), cơ cấu tựa G đẩy ở vòng ngoài, khi đến (5) đột nhiên bị ngậm vào, sau đó chuyển động tiếp tục lặp lại, nhờ đó có thể thực hiện một sự điều khiển tự động nào đó.

Như vậy, không có bất kì sự vật nào là tuyệt đối; các bánh xe cũng như vậy. Trong khoa học khi phát minh, sáng tạo nếu gặp điều gì khác thường, thì phải suy nghĩ tìm cách khai thông.

Từ khoá: Hình tròn; hình elip; Bánh xe lồi.