Червячная передача
Изобретение водяного двигателя (http://www.proza.ru/2011/06/09/237) породило другую задачу: каким образом передать движение от водяного колеса тому устройству, которое должно совершать полезную для человека работу? Для этих целей был необходим специальный передаточный механизм, который мог бы не только передавать, но и преобразовывать вращательное движение. Разрешая эту проблему, древние механики опять обратились к идее колеса. Простейшая колесная передача работает следующим образом. Представим себе два колеса с параллельными осями вращения, которые плотно соприкасаются своими ободами. Если теперь одно из колес начинает вращаться (его называют ведущим), то благодаря трению между ободами начнет вращаться и другое (ведомое). Причем пути, проходимые точками, лежащими на их ободах, равны. Это справедливо при всех диаметрах колес. Стало быть большее колесо будет делать по сравнению со связанным с ним меньшим во столько же раз меньше оборотов во сколько раз его диаметр превышает диаметр последнего. Если мы разделим диаметр одного колеса на диаметр другого, то получим число, которое называется передаточным отношением данной колесной передачи. Представим себе передачу из двух колес, в которой диаметр одного колеса в два раза больше, чем диаметр второго. Если ведомым будет большее колесо, мы можем с помощью этой передачи в два раза увеличить скорость движения, но при этом в два раза уменьшится крутящий момент. Такое сочетание колес будет удобно в том случае, когда важно получить на выходе большую скорость, чем на входе. Если, напротив, ведомым будет меньшее колесо, мы потеряем на выходе в скорости, но зато крутящий момент этой передачи увеличиться в два раза. Эта передача удобна там, где требуется «усилить движение» (например, при подъеме тяжестей). Таким образом, применяя систему из двух колес разного диаметра можно не только передавать, но и преобразовывать движение. В реальной практике передаточные колеса с гладким ободом почти не используются, так как сцепления между ними недостаточно жесткие, и колеса проскальзывают. Этот недостаток можно устранить, если вместо гладких колес использовать зубчатые. Первые колесные зубчатые передачи появились около двух с половиной тысяч лет назад, однако широкое распространение они получили значительно позже. Дело в том, что нарезка зубьев требует большой точности. Для того чтобы при равномерном вращении одного колеса, второе вращалось тоже равномерно, без рывков и остановок, зубцам необходимо придавать особое очертание, при котором взаимное движение колес совершалось бы так, как будто они перемещаются друг по другу без скольжения, тогда зубцы одного колеса будут попадать во впадины другого. Если зазор между зубьями колес будет слишком велик, они станут ударяться друг о друга и быстро обломаются. Если же зазор слишком мал – зубья врезаются друг в друга и крошатся. Расчет и изготовление зубчатых передач было сложным делом для древних механиков, но уже они оценили их удобство. Ведь различные комбинации зубчатых колес (http://www.proza.ru/2011/06/18/265), а также их соединение с некоторыми другими передачами (http://www.proza.ru/2011/06/18/267) давали огромные возможности для преобразования движения. Например, после соединения зубчатого колесо с винтом, получалась червячная передача, передающая вращение из одной плоскости в другую.
Хозяйственная жизнь http://www.proza.ru/2014/12/06/1726
Хронология великих изобретений http://www.proza.ru/2011/03/26/354