§ 108. Мощность, быстроходность и размеры механизма

Из полученной нами формулы (107.1) видно, что для увеличения мощности механизма надо увеличивать либо силу, развиваемую механизмом, либо скорость его движения. При определенном материале и при заданных допустимых деформациях движущихся частей механизма силы, с которыми эти части действуют друг на друга, могут быть тем больше, чем больше размеры движущихся частей. Поэтому сила, которую способен развивать какой-либо механизм, в конечном счете всегда связана с размерами движущихся частей механизма: чем больше размеры механизма, тем большую силу способен развивать механизм.

Например, зубчатая передача может развивать тем большую силу, чем больше размеры зубцов; приводной ремень может развивать тем большую силу, чем он толще и шире, и т. п. Но с увеличением размеров ремня должны увеличиваться и размеры шкивов, так как толстый ремень на шкиве малого диаметра не будет лежать плотно и будет скользить. Таким образом, и зубчатая передача, и ременный приводной механизм будут по своим размерам тем больше, чем большую силу они должны передавать.

Это относится не только к простейшим приводным механизмам, но и к различным двигателям. Например, поршень паровой машины может развивать тем большую силу, чем больше его диаметр (при данном давлении пара). Таким образом, в общем, для всех механизмов справедливо следующее положение: чем больше сила, которую должен развивать механизм, тем больше должны быть его размеры.

Это относится не только к простейшим приводным механизмам, но и к различным двигателям. Например, поршень паровой машины может развивать тем большую силу, чем больше его диаметр (при данном давлении пара). Таким образом, в общем, для всех механизмов справедливо следующее положение: чем больше сила, которую должен развивать механизм, тем больше должны быть его размеры.

Но так как мощность механизма зависит не только от развиваемой силы, но и от скорости движущихся частей, то из двух механизмов, способных развивать одну и ту же мощность, быстроходный механизм можно сделать меньших размеров. При том же типе и размере быстроходный механизм будет всегда мощнее тихоходного.

Например, быстроходный редуктор (зубчатая передача), служащий для изменения числа оборотов авиационного винта, обладает сравнительно небольшими размерами, хотя он служит для передачи от мотора к винту (когда последний делает большое число оборотов) очень большой мощности (тысячи киловатт). Рассчитанная на ту же мощность зубчатая передача тихоходной водяной турбины имеет размеры примерно в десять раз большие, а весит в тысячу раз больше.