Взаимная передача вращательного и поступательного движения в физике - формулы и определение с примерами

Взаимная передача вращательного и поступательного движения:

Если наблюдать за движением транспортных средств в повседневной жизни, то можно заметить, что двигаются они с различной скоростью, несмотря на то, что их двигатели работают одинаково. Автомобили на хороших дорогах могут преодолевать подъем на больших скоростях, а по пересеченной местности двигаются медленно. Также при работе промышленного оборудования можно заметить, что различные части станков вращаются с различными скоростями. Повседневно используемые в быту механизмы преобразуют вращательное движение в поступательное, например, как в швейных машинках (рис. 1.5).

В подобных механизмах используют фрикционные, ленточные и зубчатые формы передачи вращательного движения, и вы ознакомитесь с ними в данной теме.

Передача движения фрикционным способом

Для того чтобы передать вращательное движение фрикционным способом, два колеса с разными диаметрами с силой прижимают друг к другу. Если одно из них вращается по часовой стрелке, то второе приходит в движение под действием силы трения и вращается в противоположном направлении, т.е. против часовой стрелки (рис. 1.6).
Фрикционной передачей пользуются в случаях, когда передаваемая мощность не очень большая. В этом случае колеса относительно друг друга не скользят, по этому модули линейной скорости окружности колес численно взаимно равны: или

Ременная передача движения

Во время передачи вращательного движения ременным путем два колеса соединяются друг с другом туго натянутым ремнем (рис. 1.7). В этом случае движение передается за счет трения. Шкив (колесо), передающий движение, называется ведущим, а шкив (колесо), принимающий движение – ведомым шкивом. При ременной передаче абсолютные значения линейных скоростей колес также равны между собой:  .
Угловые скорости в зависимости от радиусов колес находятся между собой в следующем соотношении:

Передача движения зубчатыми колесами

Способ передачи вращательного движения с помощью двух зубчатых колес разного диаметра, соединенных между собой, называется зубчатой передачей движения (рис. 1.8). Пусть первое колесо с зубцами вращается раз в секунду, связанное с ним второе колесо с зубцами вращается раз в секунду. В точке соприкосновения за единицу времени проходит зубцов первого колеса и зубцов второго колеса. Количество зубцов, проходящих точку соприкосновения двух колес за единицу времени, равно между собой, т.е.: 

Из этого следует, что частоты вращения сцепленных колес обратно пропорциональны числу зубцов:

На рис. 1.9 приведены способы связи ведущего и ведомого вала с помощью ремня для движения в одном и в противоположном направлениях.