Раздел 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

Раздел 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

Введение.

Техническая механика — комплексная дисциплина.

Она включа­ет три раздела:

I. «Теоретическая механика»

II. «Сопротивление мате­риалов»

III. «Детали машин».

«Теоретическая механика» — раздел, в котором излагаются основные законы движения твердых тел и их взаимодействия.

«Сопротивление материалов» - раздел, изучающий основы прочности материалов и методы расчетов элементов кон­струкций на прочность, жесткость и устойчивость под действием внешних сил.

«Детали машин» - раздел, рассматривающий основы конструирования и рас­чета деталей и сборочных единиц общего назначения.

Дисциплина «Техническая механика» является общепрофессиональ-ной, обеспечивающей базовые знания при усвоении специальных дисциплин, изучаемых в дальнейшем.

Механическое дви­жение - перемещение тела в пространстве и во време­ни по отношению к другим телам, в частности к Земле.

Раздел «Теоретическая механика» так же состоит из трех разделов: «статика», «кинематика», «динамика».

Статика изучает условия равновесия тел под действием сил.

Кинематика рассматривает движение тел под действием внешних сил без учета причин вызывающих данное движение. Отвечает на вопрос: «Как движется тело?»

Динамика изучает движение тел под действием сил с учетом причин вызывающих это движение. Отвечает на вопрос: «Как и почему движется тело?»

В отличие от физики теоретическая механика изучает законы движения некоторых абстрактных абсолютно твердых тел: здесь материалы, форма тел существенного значения не имеют. При дви­жении абсолютно твердое тело не деформируется и не разрушается. В случае, когда размерами тела можно пренебречь, тело заменяют материальной точкой. Это упрощение, принятое в теоретической ме­ханике, значительно облегчает решение задач о движении.

Тема 1.1. Статика. Основные понятия и аксиомы

Основные понятия статики

Абсолютно твердое тело – это условно принятое тело, которое под действием внешних сил не деформируется.

Материальная точка – это условно принятое тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи.

Сила — это мера механического взаимодействия материальных тел.

Сила есть величина векторная, характеризующа­яся тремя факторами:

1) точкой приложения (А),

2) направлением (линией действия),

3) вели­чиной (модулем) (рис. 1.1). Силу измеряют в Ньютонах,

1Н = 1кг·м/с².

Силы, действующие на тело (или систему тел), делятся на внешние и внутренние.

Внешние силы бывают активные и реактивные.

Активные силы вызывают перемещение тела, реактивные стремят­ся противодействовать перемещению тела под действием внешних сил.

Внутренние силы возникают в теле под действием внешних сил.

Совокупность сил, действующих на какое-либо тело, называют системой сил.

Эквивалентная система сил — система сил, действующая так же, как заданная.

Уравновешенной (эквивалентной нулю) системой сил называет­ся такая система, которая, будучи приложенной к телу, не изменяет его состояния.

Систему сил, действующих на тело, можно заменить одной рав­нодействующей силой, действующей так же, как и система сил.

Равнодействующая сила– это сила, равная геометрической сумме всех сил действующих на тело.

Уравновешивающая сила – это сила, которая приводит тело в состояние покоя (равновесия).

Основные аксиомы статики

В результате обобщения человеческого опыта были установле­ны общие закономерности механического движения, выраженные в виде законов и теорем. Все теоремы и уравнения статики выводятся из нескольких исходных положений. Эти положения называют акси­омами статики.

Первая аксиома (принцип инерции) – материальная точка под действием внешних сил находится в равновесии, если равнодействующая равна нулю.

Вторая аксиома (принцип равенства двух сил) - две силы, являются взаимоуравновешивающими, если они равны по величине, лежат на одной прямой и противоположны по направлению (рис. 1.2).

Третья аксиома (принцип присоединения или исключения) – механическое состояние тела не изменится, если присоединить или исключить взаимоуравновешивающую систему сил (рис. 1.3).

Четвертая аксиома (принцип параллелограмма) -равнодействующая двух сил, прило­женных к телу в одной точке, является диагональю параллелограмма, построенного на этих силах, как на сторонах (рис. 1.4).

Пятая аксиома (принцип действия и противодействия) - при взаимодействии тел всякому действию соответствует равное и противоположно направленное противодействие (рис. 1.5).

Силы действующие и противо­действующие всегда приложены к разным телам, поэтому они не урав­новешиваются.

Силы, с которыми два тела дей­ствуют друг на друга, всегда равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в разные стороны.

Тема 1.2. Плоская система сходящихся сил

ПССС - система сил, линии действия которых лежат в одной плоскости и пересекаются в одной точке(рис. 2.1).

Существует два способа определения равнодействующей ПССС: геометрический и аналитический.

Проекция силы на ось

Проекция силы на ось определяется отрезком оси, отсекаемым перпендикулярами, опущенными на ось из начала и конца вектора

Величина проекции силы на ось равна произведению модуля си­лы на косинус угла между вектором силы и положительным напра­влением оси. Таким образом, проекция имеет знак: положительный при одинаковом направлении вектора силы и оси и отрицательный при направлении в сторону отрицательной полуоси (рис. 3.2).

Аналитическое условие равновесия ПССС: суммы проекций всех сил на две взаимноперпендикулярные оси должны быть равны нулю.

ΣF_x=0

ΣF_y=0

В задачах координатные оси выбирают так, чтобы решение бы­ло наиболее простым. Желательно, чтобы хотя бы одна неизвестная сила совпадала с осью координат.

Виды нагрузок

По способу приложения нагрузки делятся на сосредоточенные и распределенные. Если реально передача нагрузки происходит на пренебрежимо малой площадке (в точке), нагрузку называют сосре­доточенной.

Часто нагрузка распределена по значительной площадке или ли­нии (давление воды на плотину, давление снега на крышу и т.п.), тогда нагрузку считают распределенной.

В задачах статики для абсолютно твердых тел распределен­ную нагрузку можно заменить равнодействующей сосредоточенной силой (рис. 6.1).

q

l/2Q

l

q — интенсивность нагрузки, Н/м;

l— линия действия распределенной нагрузки, м;

Q = ql — равнодей­ствующая распределенной нагрузки.

Разновидности опор балочных систем (см. реакции и их связи)Балка — конструктивная деталь в виде прямого бруса, закреп­ленная на опорах и изгибаемая приложенными к ней силами.

Высота сечения балки незначительна по сравнению с длиной. Жесткая заделка (защемление) (рис. 6.2)

Опора не допускает перемещений и поворотов. Заделку заменя­ют двумя составляющими силами RaxиR_Ayи парой с моментом Mr_А.

Для определения этих неизвестных удобно использовать систему уравне­ний в виде

Каждое уравнение имеет одну неизвестную величину и решается без подстановок. Для контроля правильности решений используют дополнительное равнение моментов относительно любой точки на балке, например В:

Шарнирно-подвижная опора (рис. 6.3).

Опора допускает поворот вокруг шарнира и перемещениевдоль опорной поверхности. Реакция направлена перпендикулярно опорной поверхности.

Шарнирно-неподвижная опора (рис. 6.4)

Опора допускает поворот вокруг шарнира и может быть заменена двумя составляющими силы вдоль осей координат.

Балка на двух шарнирных опорах (рис. 6.5)

Тема 1.4. Центр тяжести

Сила тяжести — это сила, с которой тело притягивается к Земле, она распределена по всему объему тела.

Цент тяжести –это точка приложения силы тяжести.

Формулы для определения центра тяжести плоских фигур:

где А_n — площадь простейшей (элементарной) фигуры;

x_n, y_n — координаты центра тяжести простейшей (элементарной) фигуры.

Выражение называют статическим моментом площади (S_y).

Координаты центра тяжести сечения можно выразить через статический момент:

Оси, проходящие через центр тяжести, называются центральны­ми осями. Статический момент относительно центральной оси равен нулю.

Тема 1.12. Динамика. Основные понятия и аксиомы динамики. Метод кинетостатики для материальной точки.

Динамика — раздел теоретической механики, в котором устанавливается связь между движением тел и действующими на них силами.

В динамике решают два типа задач:

— определяют параметры движения по заданным силам;

— определяют силы, действующие на тело, по заданным кине­тическим параметрам движения.

При поступательном движении все точки тела движутся одинаково, поэтому тело можно принять за материальную точку. Если размеры тела малы по сравнению с траекторией, его тоже можно рассматривать как материальную точку, при этом точка падает с центром тяжести тела.

При вращательном движении тела точки могут двигаться неодинаково, в этом случае некоторые положения динамики можно применять только к отдельным точкам, а материальный объект рас­сматривать как совокупность материальных точек.

Поэтому динамику делят на динамику точки и динамику материальной системы.

Аксиомы динамики

Законы динамики обобщают результаты многочисленных опытов и наблюдений. Законы динамики, которые принято рассматривать как аксиомы, были сформулированы Ньютоном, но первый и четвертый законы были известны Галилею. Механику, основанную этих законах, называют классической механикой.

Первая аксиома (принцип инерции)

Всякая изолированная материальная точка находится в со­стоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока приложенные силы не выведут ее из этого состояния.

Это состояние называют состоянием инерции. Вывести точку из этого состояния, т.е. сообщить ей некоторое ускорение, может внешняя сила.

Всякое тело (точка) обладает инертностью. Мерой инертности является масса тела.

Массой называют количество вещества в объеме тела, в клас­сической механике ее считают величиной постоянной. Единица из­мерения массы — килограмм (кг).

Вторая аксиома (второй закон Ньютона — основной закон динамики)

Ускорение, сообщенное материальной точке силой, пропорци­онально величине силы и совпадает с направлением силы.

F = т а,

где т — масса точки, кг;

а — ускорение точки, м/с².

Основной закон динамики в дифференциальной форме:

На все тела на Земле действует сила тяжести, она сообщает телу ускорение свободного падения, направленное к центру Земли:

G = т g

где g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения.

Третья аксиома (третий закон Ньютона)

Силы взаимодействия двух тел равны по величине и направле­ны по одной прямой в разные стороны:

Откуда m₁a₁ = m₂a₂ или

При взаимодействии ускорения обратно пропорциональны массам.

Четвертая аксиома (закон независимости действия сил)

Ускорение, сообщаемое точке системой сил, равно геометрической сумме ускорений, сообщенных точке каждой силой в отдельности :

Метод кинетостатики

Материальная точка, движение которой в пространстве не огра­ничено какими-нибудь связями, называется свободной. Задачи реша­ются с помощью основного закона динамики.

Материальные точки, движение которых ограничено связями, называются несвободными.

Для несвободных точек необходимо определять реакции связей. Эти точки движутся под действием активных сил и ограничиваю­щих движение реакций связей (пассивных сил).

Несвободные материальные точки освобождаются от связей: связи заменяются их реакциями. Далее несвободные точки можно рассматривать как свободные (принцип освобождаемости от связей).

Сила инерции

Инертность — способность сохранять свое состояние неизмен­ным, это внутреннее свойство всех материальных тел.

Сила инерции — сила, возникающая при разгоне или торможе­нии тела (материальной точки) и направленная в обратную сторо­ну от ускорения.

Силу инерции можно измерить, она приложена к «связям» — телам, связанным с разгоняющимся или тормозящимся телом.

Рассчитано, что сила инерции равна

F_ИH = /та.

Таким образом, силы, действующие на материальные точки m₁ и m₂, при разгоне платформы соответственно равны

Разгоняющееся тело (плат­форма с массой т) силу инерции не воспринимает, иначе разгон платформы вооб­ще был бы невозможен. При вращательном движении (криволинейном) возникающее ускорение принято представлять в виде двух составляющих: нормального а_n и касательного a_t.

Поэтому при рассмотрении криволинейного движения могут возникнуть две составляющие силы инерции: нормальная и касательная.

При равномерном движении по дуге всегда возникает нормаль­ное ускорение, касательное ускорение равно нулю, поэтому действует только нормальная составляющая силы инерции, направленная по радиусу из центра дуги.

Принцип кинетостатики (принцип Даламбера)

Принцип кинетостатики используют для упрощения решения ряда технических задач.

Реально силы инерции приложены к телам, связанным с разгоняющимся телом (к связям).

Даламбер предложил условно прикладывать силу инерции к ак­тивно разгоняющемуся телу. Тогда система сил, приложенных к ма­териальной точке, становится уравновешенной, и можно при реше­нии задач динамики использовать уравнения статики.

Принцип Даламбера:

Материальная точка под действием активных сил, реакций связей и условно приложенной силы инерции находится в равнове­сии:

Порядок решения задач с использованием принципа Даламбера

1. Составить расчетную схему.

2. Выбрать систему координат.

3. Выяснить направление и величину ускорения.

4. Условно приложить силу инерции.

5. Составить систему уравнений равновесия.

6. Определить неизвестные величины.

Рис. 18.4

3. Массив — тело, у которого три размера одного порядка.

Метод сечений

Метод сечений заключается в мысленном рассечении тела плоскостью и рассмотрении равновесия любой из отсеченных частей.

Если все тело находится в равновесии, то и каждая его часть находится в равновесии под действием внешних и внутренних сил.

Внутренние силы определяются из уравнений равновесия, составленных для рассматриваемой части тела.

Рассекаем тело поперек плоскостью (рис. 19.1). Рассматриваем правую часть. На нее действуют внешние силы и внутренние силы упругости распределенные по сечению. Систему распределенных сил можно заменить главным вектором поме­щенным в центр тяжести сечения, и суммарным моментом сил :

Рис. 19.1

Разложив главный вектор по осям, получим три составляющие:

— продольная сила;

— поперечная сила по оси х;

— поперечная сила по оси y.

Главный момент тоже принято представлять в виде моментов пар сил в трех плоскостях проекции:

Мх — момент сил относительно Ох;

Му — момент сил относительно Оу;

Мz — момент сил относительно Оz.

Полученные составляющие сил упругости носят название внутренних силовых факторов (ВСФ). Каждый из внутренних силовых факторов вызывает определенную деформацию детали. Внутренние си­вые факторы уравновешивают приложенные к этому элементу детали внешние силы.

Различают шесть внутренних силовых факторов:

Nz — продольная сила;

Qх, Qу — поперечная сила;

М_z — крутящийся момент;

Мx, М_y — изгибающий момент.

Метод сечений имеет второе название – «Правило «РОЗУ»»:

«Р» - рассекаем

«О» - отбрасываем

«З» - заменяем

«У» - уравновешиваем

Напряжения

Метод сечений позволяет определить величину внутреннего си­лового фактора в сечении, но не дает возможности установить за­кон распределения внутренних сил по сечению. Для оценки прочно­сти необходимо определить величину силы, приходящуюся на любую точку поперечного сечения.

Величину интенсивности внутренних сил в точке поперечного сечения называют напряжением.

Напряжение харак­теризует величину внутренней силы, приходящейся на единицу пло­щади поперечного сечения.

Единицы измерения Па, МПа (1МПа= , 1Па= )

Направление напряжения р_ср совпадает с направлением внутренней силы в этом сечении.

Вектор р_ср называют полным напряжением.

Его принято раскладывать на два вектора (рис. 19.3): касательное напряжение — лежащий в площадке сечения и нормальное напряжение — направленный перпендикулярно площадке.

Если вектор р — пространственный, то его раскладывают на три составляющие:

Нормальное напряжение характеризует сопротивление сечения растяжению или сжатию.

Касательное напряжение характеризует сопротивление сечения сдвигу.

Сила N (продольная) вызывает появление нормального напряжения . Силы Qx и Qy вызывают появление касательных напряжений . Моменты изгибающие М_х и М_у вызывают появление нормальных напряжений переменных по сечению.

Крутящий момент Мz вызывает сдвиг сечения вокруг продольной оси, поэтому появляются касательные напряжения .

Тема 2.5. Кручение

Кручение – вид нагружения бруса, при котором в его поперечных сечениях возникает один внутренний силовой фактор – крутящий момент М_кр.

Крутящий момент М_кр в произвольном поперечном сечении бруса равен алгебраической сумме моментов, действующих на отсеченную часть бруса.

Крутящий момент считается положительным, если кручение происходит против часовой стрелки и отрицательны – по часовой стрелке.

При расчете валов на прочность при кручении используется условие прочности:

,

где - полярный момент сопротивления сечения, мм³;

[ ] – допускаемое касательное напряжение.

Крутящий момент определяется по формуле:

,

где Р – мощность на валу, Вт;

ω – угловая скорость вращения вала, рад/с.

Полярный момент сопротивления сечения определяется по формулам:

- для круга

- для кольца

.

При кручении бруса его ось испытывает скручивание на некоторый угол φ, который называется углом закручивания. Его величина определяется по формуле:

,

где l – длина бруса;

G – модуль сдвига, МПа (для стали G=0,8·10⁵МПа);

- полярный момент инерции сечения, мм⁴.

Полярный момент инерции сечения определяется по формулам:

- для круга

- для кольца

.

Тема 2.6. Изгиб

Многие элементы конструкций (балки, рельсы, оси всех колес и т.д.) испытывают деформацию изгиба.

Изгибом называется деформация от момента внешних сил, действующих в плоскости, проходящей через геометрическую ось балки.

В зависимости от места приложения действующих сил различают прямой и косой изгиб.

Прямой изгиб– внешние силы, действующие на балку, лежат в главной плоскости сечения.

Главная плоскость сечения – плоскость, проходящая через ось балки и одну из главных центральных осей сечения.

Косой изгиб - внешние силы, действующие на балку, не лежат в главной плоскости сечения.

В зависимости от характера ВСФ, возникающих в поперечных сечениях балки, изгиб может быть чистым и поперечным.

Изгиб называется поперечным, если в поперечном сечении балки возникают два ВСФ – изгибающий момент М_х и поперечная сила Q_y.

Изгиб называется чистым, если в поперечном сечении балки возникает один ВСФ – изгибающий момент М_х.

Изгибающий момент в произвольном сечении равен алгебраической сумме моментов внешних сил, действующих на отсеченную часть балки:

Поперечная сила Q равна алгебраической сумме проекций внешних сил, действующих на отсеченную часть балки:

.

При определении знаков поперечных сил используют правило «Часовой стрелки»: поперечная сила считается положительной, если «вращение» внешних сил происходит по часовой стрелке; отрицательной – против часовой стрелки.

При определении знаков изгибающих моментов используют правило «Сжатых волокон» (правило «ЧАШИ»): изгибающий момент считается положительным, если сжимаются верхние волокна балки («вода не выливается»); отрицательным, если сжимаются нижние волокна балки («вода выливается»).

Условие прочности при изгибе:рабочее напряжение должно быть меньше или равно допускаемому напряжению, т.е.

где W_х – осевой момент сопротивления (величина, характеризующая способность элементов конструкции сопротивляться деформации изгиба), мм³.

Осевой момент сопротивления определяется по формулам:

- для круга

;

- для кольца

;

- для прямоугольника

.

При прямом поперечном изгибе изгибающий момент обуславливает возникновение нормального напряжения, а поперечная сила – касательного напряжения, которое определяется по формуле:

,

где А – площадь поперечного сечения, мм².

Раздел 3. ДЕТАЛИ МАШИН

Соединения деталей машин.

Все соединения делятся на две группы:

· неразъёмные – соединения, которые невозможно разобрать без разрушения или повреждения деталей (заклёпочные, сварочные, клеевые);

· разъёмные – соединения, которые можно разобрать и собрать без разрушения и повреждения деталей (резьбовые, шпоночные и др.).

Неразъёмные соединения.

Сварные соединения – соединения, образованные под действием сил молекулярного сцепления, возникающих в результате сильного местного нагрева до расплавления деталей в зоне их соединения или нагрева деталей до пластического состояния с применением механического усилия. Наиболее распространена электрическая сварка. Электросварка делится на два вида: дуговую и контактную.

Виды сварных соединений.

В зависимости от взаимного расположения свариваемых элементов различают следующие виды сварных соединений:

ü стыковые;

ü нахлёсточные;

ü тавровые;

ü угловые.

Прочность сварных соединений зависит от следующих факторов:

1. качество основного материала;

2. характер действующих нагрузок;

3. технологические дефекты сварки;

4. деформации, вызываемые сваркой и др.

Поэтому допускаемое напряжение при расчёте сварных соединений принимают пониженным в долях от допускаемых напряжений для основного металла.

Клеевые соединения – соединения, осуществляемые за счёт сил сцепления в процессе затвердевания жидкого клея. Прочность клеевых соединений зависит от материала и конструкции склеиваемых деталей, качество подготовки поверхностей к склеиванию, выбору марки клея и технологии склеивания.

Достоинства («+»)	Недостатки («-»)
1) Возможность соединения деталей из разнородных материалов, в том числе и деталей, не поддающихся сварке; 2) Герметичность; 3) Высокая коррозионная стойкость; 4) Хорошее сопротивление усталости.	5) Сравнительно низкая прочность; 6) Низкая теплостойкость (до 250˚C); 7) Снижение прочности некоторых клеевых соединений с течением времени.

Соединения с натягом – это соединения относят к неразъёмным, хотя они занимают промежуточное положение между разъёмными и неразъёмными соединениями. Эти соединения можно разбирать без разрушения деталей, однако повторная сборка не обеспечивает той же надёжности, что первичная. Наибольшее распространение получили цилиндрические соединения. По способу сборки цилиндрические соединения с натягом разделяют на:

a. Соединения, собираемые запрессовкой;

b. Соединения, собираемые с предварительным нагревом охватывающей детали или с охлаждением охватываемой детали.

Запрессовка – наиболее простой и распространённый способ сборки, однако при запрессовке происходит смятие и частичное срезание шероховатостей посадочных поверхностей, что снижает прочность (запрессовку деталей производят на гидравлических, винтовых и рычажных прессов со скоростью меньшей или равной 5 мм в секунду). Прочность соединения деталей нагревом или охлаждением в полтора раза выше, чем у запрессованных.

Достоинства («+»)

Недостатки («-»)

8) Простота и технологичность, что обеспечивает низкую стоимость соединения и возможность его применения в массовом производстве; 9) Хорошее центрирование деталей и распределение нагрузки по всей посадочной поверхности, что позволяет использовать эти соединения для скрепления деталей современных высокоскоростных машин; 10) Передача больших знакопеременных нагрузок, в том числе вибрационных и ударных.

11) Сложность сборки и особенно разборки (требуется применение специальных печей и мощных прессов); 12) Рассеивание нагрузочной способности соединения, связанное с колебаниями действительных посадочных размеров, пределов допусков; 13) Повышенная точность изготовления деталей соединения.

Разъёмные соединения.

Резьбовые соединения – это самый распространённый вид разъёмных соединений. Они осуществляются с помощью крепёжных резьбовых деталей (болтов, винтов, шпилек, гаек и т. п.), основным элементом которых является резьба. Резьба получается прорезанием на поверхности стержня канавок при движении плоской фигуры – профиля резьбы (треугольника, трапеции и др.) по винтовой линии. Винтовую линию резьбы образует гипотенуза огибаемого вокруг прямого кругового цилиндра прямоугольного треугольника, один катет которого равен , второй . Выступы, полученные на стержне между канавками, называют витками резьбы. Под витком резьбы принято понимать ту часть её выступа, которая охватывает резьбовую деталь в пределах до .

Классификация резьб.

По форме поверхности, на которой образована резьба, различают цилиндрические и конические резьбы (наружные и внутренние). Наибольшее распространение имеют цилиндрические. Конические резьбы применяются реже, например, для плотных соединений труб, пробок, вентилей и баллонов для газа (там, где требуется обеспечить герметичность).

По форме профиля резьбы разделяют на треугольные, трапецеидальные, упорные, прямоугольные и круглые.

По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбы. У правой резьбы винтовая линия поднимается вверх слева направо, у левой – в противоположном направлении. При вращении винта с правой резьбой по часовой стрелке он будет ввинчиваться в неподвижную гайку, а при этом же направлении вращения винта с левой резьбой он будет вывинчиваться. В основном применяют правые резьбы.

По числу заходов резьбы делят на однозаходные, многозаходные – это двухзаходные, трёхзаходные и т. д. Если торец заготовки детали разделить на две или три равные части и из этих точек одновременно перемещать по параллельным винтовым линиям профили резьбы, то получим двух- или трёхзаходную резьбу. Число заходов больше трёх применяется редко.

По назначению различают крепёжные резьбы (наружные и внутренние), применяемые в резьбовых соединениях, крепежно-уплотняющие резьбы, применяемые в соединениях, требующих герметизации (соединения труб), и резьбы для передачи движения (ходовые) – это, как правило, многозаходные трапецеидальные, применяемые в винтовых механизмах. Подавляющее большинство крепёжных резьб – цилиндрические, правые, однозаходные, с треугольным профилем.

Основные параметры резьбы (рисунок 1).

Рисунок 1. Основные параметры резьбы.

d – наружный диаметр резьбы, который принимается за номинальный диаметр резьбы и используется при её обозначении;

d₁ – внутренний диаметр резьбы;

d₂ – средний диаметр резьбы (диаметр воображаемого цилиндра, на поверхности которого ширина витка равна ширине впадины);

H₁ – рабочая высота профиля, по которой соприкасаются витки финта и гайки;

H – высота исходного треугольника резьбы;

p – шаг резьбы (расстояние между одноимёнными сторонами двух соседних витков, измеренное в осевом направлении);

α – угол профиля резьбы;

p_h – ход резьбы – это расстояние между одноимёнными сторонами одного и того же витка, измеренное в осевом направлении. Ход резьбы равен относительному осевому перемещению винта или гайки за один оборот. В однозаходной резьбе p_h=p, в двухзаходной – p_h=2p, в трёхзаходной – p_h=3p;

ψ – угол подъёма резьбы.

Вариаторы.

В большинстве современных рабочих машин необходимо регулировать скорость исполнительных органов в зависимости от изменяющихся свойств обрабатываемого объекта, условий технологического процесса, загрузки машин и т. п. Для этого машины снабжают ступенчатыми коробками скоростей или механически регулируемыми передачами - вариаторами, которые обеспечивают плавное (бесступенчатое) изменение частоты вращения ведомого вала. Вариаторы позволяют установить оптимальный скоростной режим и регулировать скорость на ходу. Применение их способствует повышению производительности машины, качеству продукции, уменьшению шума и вибраций. Основной кинематической характеристикой любого вариатора является диапазон регулирования

,

где n_2max и n_2min – максимальная и минимальная частоты вращения ведомого вала;

u_max и u_min – максимальное и минимальное значения передаточного числа передачи.

Имеется большое количество различных типов вариаторов с непосредственным контактом – лобовые, торовые, дисковые и фрикционные вариаторы с гибкой связью – клиноременные.

Передача винт-гайка (винтовой механизм) предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное. При этом как винт, так и гайка могут иметь либо одно из названных движений, либо оба движения одновременно. Например, в винтовом домкрате (рисунок 27) винт совершает оба движения одновременно. Так, при вращении винта 3 в неподвижной гайке 2 винт получает поступательное перемещение и поднимает груз, опирающийся на чашку 1 домкрата.