> Энциклопедический словарь Гранат, страница 117 > Винт и гайка употребляются не только как средство соединение двухъ деталей

Винт и гайка употребляются не только как средство соединение двухъ деталей

Винт и гайка употребляются не только как средство соединения двух деталей, но также входят в состав

многих винтовых механизмов; все они могут быть получены путем видоизменения основного общого в м., состоящого из 3 отдельных винтовых пар, имеющих одну и ту же геометрическую ось (смотрите кинематическая пара). Заменяя последовательно то одну, то другую из них парами вращательными или поступательными и делая неподвижным то одно, то другое звено, полу-лучают всевозможные в м. На фигуре 5 представлена схема так называемым

J 9

Фигура 5.

дифференциального винта: на центральном стержне аа нарезаны две одноименные резьбы разных шагов. Гайка bВ имеет призматический выступ b, не позволяющий ей вращаться относительно гайки с. Если сделать bb неподвижным, а винт повернуть на целый оборот, то гайка с приблизится к b (или удалится от нея, смотря по направлению вращения и по наименованию резьбы) на разность шагов обеих резьб. Имея возможность вращать винт на малую долю целого оборота и делая разность шагов достаточно малою, например, в 1 тт, можно устанавлпвать с любою степенью точности тело, связанное с гайкой с относительно тела, связанного с гайкой b. Если обе нарезки винта аа разноименные, то за один его оборот обе гайки b и с сближаются или раздвигаются на сумму шагов. Таковы механизмы вагонной стяжки, медведки (фигура 6) и тому подобное. Чаще всего употребляются винтовые механизмы, содержащие в своемъсо-ставе только одну винтовую пару; третье тело, замыкающее механизм, должно иметь относительно винта и относи-

тельно гайки или только поступательное, или только вращательное движение, притом последнее вокруг оси винта. Таковы, например, параллельные тиски (фигура 7), в которых челюсть А представляет гайку; перемещаясь параллельно С неподвижной челюсти В, она приближается к ней или удаляется от нея, если вращать винт С в ту или Фигура 7. другую сторону;

Винт С своими точеными цилиндрическими частями лежит в высверленных отверстиях челюсти В и стойки D и может в них вращаться; его поступательные движения устранены благодаря запле-чику Е с одной стороны и пяте F— с другой. В винтовом домкрате (фигура 8) вертикальному винту А даны оба движения — и вращательное и поступательное; неподвижной сделана гайка В; головка С, поддерживающая груз, опирается на точеный торец винта, так что может вращаться около него; механиз замыкается, если грузу так или иначе не позволить вращаться относительно гайки В, например, постановкой груза на два домкрата. Видный на фигуре 8 лежачий винтовой механизм употребляется для горизонтальных передвижений подъемного винта и по своему устройству вполне аналогичен с механизмом тисков. Наконец, в механизме французского. I, L ключа (фигура 9)

J51I ¥ С кончающаясянарезным Фигура 9. стержнем,ходит взад и вперед внутри челюсти В, если вращать гайку G, которая, благодаря двум заплечикам, может вращаться относительно челюсти В, но не имеет поступательного перемещения. — Ведущим звеном механизма может быть и винт, и гайка, но в громадном большинстве случаев механизм употребляется для преобразования вращательного движения в поступательное, а не наоборот. Одним из редких исключений является механизм дрили (фигура 10), содержащий трех- и даже четырех-оборотныиг винт, которому сообщается $ar- Ю-

В р а щ ательное движение то в одну, то в другую сторону благодаря быстрым движениям взад и вперед гайки А; пуговицу В держат в руках; в больших моделях ее заменяют доскою, в которую удобно упереться грудью, так что для движения гайки А освобождаются обе руки.

Соотношение между путем, пройденным образующей точкою по окружности основания винта и вдоль по его оси за один оборот установлено выше: t=2itr. tga; если иметь в виду какой-нибудь путь по окружности то соответствующий путь в осевом направлении s, будет также s,=s tga.. Пусть сила В’ действует по касательной к кругу основания винта на радиус г, а сила Q пусть действует на гайку вдоль оси винта. По закону сохранения энергии и с пренебрежением всех вредных сопротивлений, имеем: P.s=Qs, а потому Р=Q tga-, т. е. при малом наклоне резьбы винт позволяет малыми силами Р уравновешивать большия усилия Q. Если принять во внимание трение, между винтом и гайкою, то оказывается, что эффект трения в прямоугольнойрезь-бе сводится как бы к увеличению угла наклона резьбы а на величину угла трения р в том случае, когда речь идет о подъеме груза § силою Р (или более обще—когда путь вдоль оси проходится в сторону, противоположную направлению осевой силы); и наоборот, оно сводится к такому же уменьшению угла наклона резьбы, если груз спускается на винте, так что сила Р, на плече г, уравновешиваю-

Фигура 8.

щая осевую силу Q, определяется так: B—Qtg (се+р). Верхний знак соответствует подъему (трение увеличивает усилие, потребное для подъема), нижний знак соответствует спуску (трение уменьшает то усилие, которое нужно приложить к грузу, чтобы он не соскользнул по винту вместе с гайкой). В тех винтах, у которых а < р, т. е. угол наклона меньше угла трения (около 5—6° при обычных условиях смазки), гайка сама уже не может соскользнуть с винта, какая бы осевая сила на нее не действовала: тогда для спуска груза по такому винту нужно не удерживать гайку от вращения, а, напротив, помогать ей вращаться, что видно из отрицательного знака, который получается у Р. Такие винты называются самотормозящими, в тисках, подъемных механизмах и тому подобное. случаях они то и должны употребляться, если не делать никаких дополнительных тормозов или задержек.—При резьбе треугольной, тра-пецоидальной и тому подобное. трение еще более заметно, нежели в прямоугольной, так как при одной и той же величине осевого усилия нормальное давление между винтом и гайкою, а вместе с ним и сила трения, в остроугольной резьбе больше, чем в прямоугольной. Поэтому последняя употребляется преимущественно в винтах, передающих движение, а остроугольная— преимущественно в винтах скрепляющих.—Коэффициент полезного действия в м. определяется не только потерями работы на трение в резьбе, но также потерями работы во всех прочих трущихся частях механизма—в пяте винта, в его шипах, наконец, в поступательной паре, если она явно выражена. Обыкновенно на все эти потери работы, кроме резьбы, расходуется не более 10% полезной - работы, так что полный коэфф. пол. действия можно вычислять по уравнению

0,9 tgo

tg (к+р)

Отсюда

Видно, чтомалым углам наклона отвечают очень невысокие коэффициент полезного действия; например, при α= 5° и р=6° (самотормозящий винт) получаем ч — 0,406. Наибольший коэффициент полезного действия получается при 2a-f- э=90°; так, например, при р=6°, a=42°, 4= 0,722. Но при таком крутом наклоне резьбы как усилие вдоль оси и усилие тангенциальное, так и пути по оси и по окружности мало отличаются друг от друга, так что механизмы с такими углами наклона уместны для преобразования характера движения (дриль) и бесполезны, как преобразователи усилий.