Введение

Механизм, преобразующий движение и силы из вращательного в линейный винт - это механизм, преобразующий вращательное движение в линейное движение и крутящий момент (силу вращения) в линейную силу. Это одна из шести классических простых машин. Наиболее распространенная форма состоит из цилиндрического вала с спиральными канавками или гребнями, называемыми нитями вокруг внешней стороны. Винт проходит через отверстие в другом объекте или среде, с нитями внутри отверстия, которые соединяются с нитями винта. Когда вал винта вращается относительно неподвижных нитей, винт движется по своей оси относительно окружающей среды; например, вращение деревянного винта заставляет его в дерево. В винтовых механизмах, либо винтовый вал может вращаться через резьбовое отверстие в неподвижном объекте, либо резьбовое ожерелье, такое как гайка, может вращаться вокруг неподвижного винтового вала. С геометрической точки зрения, винт можно рассматривать как узкую наклонную плоскость, обернутую вокруг цилиндра. Впервые он появился в Месопотамии в период неоассирийского периода (911 609 до н.э.), а затем позже появился в Древнем Египте и Древней Греции. Записи показывают, что водяной винт или винтовой насос впервые использовался в Древнем Египте, за некоторое время до того, как греческий философ Архимед описал винтовый водяный насос Архимеда около 234 года до н.э. Архимед написал самое раннее теоретическое исследование винта как машины и считается введением винта в Древней Греции. К I веку до н.э. винт использовался в виде винтового пресса и винта Архимеда. Греческие философы определили винт как одну из простых машин и могли рассчитать его (идеальное) механическое преимущество. Например, Герон Александрийский (52 г. н.э.) перечислил винт как один из пяти механизмов, которые могли "поставить нагрузку в движение", определил его как наклонную плоскость, завернутую вокруг цилиндра, и описал его изготовление и использование, в том числе описал кран для резки женских винтовых нитей. Из-за сложной спиральной формы винты приходилось ручной резкой, поэтому в древности они использовались только в качестве связующих элементов в нескольких машинах. Винтовые крепежные элементы начали использоваться в часах только в 15 веке, после того, как были разработаны винтовые режущие токарные станки. Винт также, по-видимому, применялся для бурения и перемещения материалов (кроме воды) примерно в это время, когда изображения шнуров и сверлов начали появляться в европейских картинах.

Рукопожатие

Шпиль нитки винта может скручиваться в двух возможных направлениях, что известно как ручность. Большинство винтовых нитей ориентированы так, что, когда видно сверху, вал винта удаляется от зрителя (винт затягивается), когда он поворачивается по часовой стрелке. Это называется праворучной (RH) нитью, потому что она следует правилу правой руки: когда пальцы правой руки скручены вокруг вала в направлении вращения, большой палец будет указывать в направлении движения вала. Нити, ориентированные в противоположном направлении, называются леворукими (LH). По общему обыкновению, праворукость является по умолчанию праворукостью для винтовых нитей. Левый винт, держащий круговое лезвие пилы или колесо скамейки. В некоторых устройствах, которые имеют нитки на обоих концах, как застежки и съемные сегменты труб. Эти части имеют одну пряжу в правой руке и одну в левой, так что повороты затягивают или расслабляют обе нити одновременно. В некоторых газовых соединениях, чтобы предотвратить опасные неисправности. Например, при газовой сварке труба подачи горючего газа соединяется с левосторонними нитями, поэтому она не будет случайно переключена с кислородной подачей, которая использует правосторонние нитки. Чтобы сделать их бесполезными для общественности (и тем самым предотвратить кражу), на некоторых железнодорожных и метростанциях используются лампочки леворуких.

Шнурки

Различные формы (профили) нитей используются в винтах, используемых для различных целей. Шнурки для винтов стандартизированы, чтобы части, изготовленные разными производителями, правильно сочетались.

Угол резьбы

Угол резьбы - это включенный угол, измеряемый в сечении, параллельном оси, между двумя несущими поверхностями резьбы. Угол между силой осевой нагрузки и нормальной поверхностью подшипника примерно равен половине угла резьбы, поэтому угол резьбы оказывает большое влияние на трение и эффективность винта, а также на скорость износа и прочность. Чем больше угол нити, тем больше угол между вектором нагрузки и нормальной поверхностью, поэтому тем больше нормальная сила между нитями, необходимая для поддержания данной нагрузки. Поэтому увеличение угла резьбы увеличивает трение и износ винта. На внешне направленную под углом поверхность подшипника, подвергаемая воздействию силы нагрузки, также оказывает радиальную (внешнюю) силу на гайку, вызывая натяжное напряжение. Эта радиальная сила взрыва увеличивается с увеличением угла нити. Если прочность на растяжение материала гайки недостаточна, чрезмерная нагрузка на гайку с большим углом накрутки может расколоть гайку. Угол резьбы также влияет на прочность нитей; нитки с большим углом имеют широкий корень по сравнению с их размером и более прочны.

Типы нитей

В резьбовых крепежных элементах допускается и обычно требуется большое количество трения, чтобы предотвратить отвинчивание крепежного элемента. Это свойство самозамыкания является одной из причин очень широкого использования винта в резьбовых крепежных элементах, таких как деревянные винты, винты из листового металла, шпильки и болты. При закреплении крепежного элемента путем его вращения на материалы или части, которые крепятся вместе, воздействует сила сжатия, но никакое количество силы от частей не заставит винт повернуть назад и расстегнуться. Это свойство также является основой для использования винтов в крышках, винтовых крышках контейнеров, винтовых зажимах, зажимах C и винтовых винтах. Тяжелый предмет может быть поднят, повернув вал, но когда вал освобождается, он останется на любой высоте, на которую он поднят. Винт будет самозамыкаться, если и только если его эффективность ниже 50%. Самозамыкается ли винт, в конечном счете, зависит от угла наклона и коэффициента трения нитей; очень хорошо смазанные нитки с низким трением с достаточно большим наклоном могут "переделывать". Также следует позаботиться о том, чтобы закрепленные компоненты были закреплены достаточно плотно, чтобы полностью предотвратить движение. Если нет, то могут возникнуть скольжения в нитках или зажимание поверхности.