Винт
Винт можно рассматривать как наклонную плоскость, навернутую на цилиндр (фиг. 60).
Винты используются для подъема или сдавливания тел. В первом случае сила трения является вредной силой, во втором случае, наоборот, полезной, препятствующей сдвиганию винта в гайке. Для увеличения силы трения применяется треугольная нарезка. Если обозначить: М -момент, вращающий винт; Q - давление, действующее по оси винта; г — средний радиус нарезки; α - угол подъема винтовой линии; h - шаг винта; tgα = h/2πr (фиг. 61), то вращающий момент без учета трения будет:
M=Qr*tgα
Вращающий момент для прямоугольной нарезки с учетом трения:
M=Qr*tg(α+φ)
где α - угол подъема средней винтовой линии;
φ - угол трения.
К. п. д. винта определяется по формуле, как для наклонной плоскости, и обычно не превышает 0,8. Теоретически наивыгоднейший угол
α=45°-φ/2
Обычно применяются углы α = 20-25°.
Винт, не поворачивающийся под действием силы, направленной вдоль его оси, называется самотормозящимся. Для такого винта должно быть выполнено условие α <= φ.
Пример. Какой груз можно поднять домкратом (фиг. 62) с самотормозящейся прямоугольной нарезкой, диаметр которой d = 40 мм, глубина t = 5 мм, если пользоваться рычагом домкрата длиной l = 500 мм? Винт вращается в чугунной гайке со смазкой. Угол подъема нарезки α = 4°.
Средний радиус нарезки:
r=(d+t)/2=(40+5)/2=22,5мм=0,0225м.
Силу, которую может создать рабочий, принимаем .Р = 50 кг. Вращающий момент на рычаге домкрата
M=Pl=50*0,5=25 кгм
Коэффициент трения для стали по чугуну (табл. 18) принимаем равным
tgφ=0,1, φ=6°
Вес груза определяется из формулы
M=Qr*tg(α+φ)
Q=M/r*tg(α+φ)=25/0,0225tg(4°+6°)=25/0,0225*0,176=6300кг.
