В системах линейного перемещения мы часто сталкиваемся с приложениями, включающими силы, приложенные на расстоянии от линейной направляющей — так называемые консольные или моментные нагрузки. В этих случаях нас интересует моментная несущая способность направляющей, или ее способность сопротивляться вращению. Но мы также имеем дело с компонентами, которые должны вращаться при приложении силы на расстоянии, например, вал шариковинтовой передачи, передающий крутящий момент от двигателя для привода нагрузки. В этих случаях нас интересует величина крутящего момента, который компонент способен передавать.

И момент, действующий на линейную направляющую, и крутящий момент, действующий на вал, обусловлены силами, приложенными на расстоянии, и оба измеряются в ньютон-метрах (Нм) или фунт-футах (lb-ft). Так в чем же разница между моментом, приложенным к линейной направляющей, и крутящим моментом, приложенным к винтовому валу?

Основное различие между моментом и крутящим моментом можно обнаружить, изучив реакцию объекта. Когда к валу прикладывается крутящий момент, вал вращается. Но когда к линейной направляющей прикладывается моментная нагрузка, направляющая остается неподвижной (если только момент не превышает номинальную несущую способность направляющей, в этом случае направляющая может деформироваться или начать вращаться).

Иными словами, крутящий момент вызывает изменение углового момента объекта, что приводит к вращению. Момент, с другой стороны, не вызывает изменения углового момента. Тело, к которому приложен момент, остается неподвижным, а силы реакции, возникающие внутри объекта и его опорных элементов, препятствуют вращению объекта.

Например, нагрузка, приложенная к консольной балке с концевыми опорами, вызовет реактивную силу и изгибающий момент на балке, но не изменит ее угловой момент и, следовательно, не вызовет вращения балки.

Поскольку моментные силы являются статическими — они не приводят к движению — их можно разложить на силы реакции, которые противодействуют приложенному моменту.

Величина крутящего момента, приложенного к валу, определяется путем умножения приложенной силы на плечо момента, которое представляет собой перпендикулярное расстояние между точкой опоры (или осью вращения) и силой воздействия.

Если приложенная сила не перпендикулярна точке опоры или оси вращения, то для определения длины плеча момента необходимо учитывать угол приложения силы.