Номенклатура показателей качества
Схемы монтажа опор винтов и гаек
Выбор и расчет шариковинтовой передачи (ШВП с зазором и натягом)
Общие сведения
Шариковая винтовая передача (ШВП) состоит из винта и гайки и служит для преобразования вращательного движения в поступательное.
В шариковинтовых передачах на винте 1 и в гайке 2 выполнены винтовые канавки (резьба) криволинейного профиля, служащие дорожками качения для шариков, размещенных между витками винта и гайки (рис. 1). Наибольшее распространение получила резьба с полукруглым профилем. При этом вращение закрепленной от осевых перемещений гайки вызывает поступательное перемещение винта, или вращение закрепленного от осевых перемещений винта приводит к поступательному перемещению гайки.
Основные геометрические параметры Передачи: номинальный диаметр d0, т.е. диаметр расположения центров тел качения, шаг Р резьбы и диаметр Dw тел качения (обычно Dw = 0,6P).
Достоинствашариковинтовой передачи: возможность создания больших осевых сил; малые потери на трение (КПД передачи 0,9 и выше); возможность получения поступательного перемещения с высокой точностью; малые габариты при высокой несущей способности; значительный ресурс.К недостаткам можно отнести сложность конструкции гайки, необходимость высокой точности изготовления и хорошей защиты передачи от загрязнений.
Шариковинтовые передачи применяют в механизмах точных перемещений, в следящих системах и в ответственных силовых передачах (станкостроение, робототехника, авиационная и космическая техника, атомная энергетика, кузнечно-прессовое оборудование и др.).
Устройство и принцип работы. При вращении винта шарики увлекаются в движение по винтовым канавкам, поступательно перемещают гайку и, выкатываясь из резьбы, через перепускной канал (канал возврата) возвращаются в исходное положение. Таким образом перемещение шариков происходит по замкнутому внутри гайки контуру. Наиболее распространена конструкция ШВП, в которой канал возврата соединяет два соседних витка.В станкостроении применяют трехконтурные гайки. Перепускной канал выполняют в специальном вкладыше, который вставляют в овальное окно гайки. В трехконтурной гайке предусматривают три вкладыша, расположенные под углом 120° один к другому и смещенные по длине гайки на один шаг резьбы по отношению друг к другу. Таким образом шарики в гайке разделены на три (по числу рабочих витков) независимых группы. При работе передачи шарики, пройдя по винтовой канавке на винте путь, равный длине одного витка, выкатываются из резьбы в перепускной канал вкладыша и возвращаются обратно в исходное положение на тот же виток гайки.
1. Размеры разгрузочных канавок, мм
Номинальный диаметр d0 | Шаг резьбы Р | b | r | Номинальный диаметр d0 | Шаг резьбы Р | b | r |
16 | 2,5 | — | — | 50 | 10.0 | 1,50 | 0,85 |
25 | 5,0 | 1,00 | 0,55 | 50 | 12,0 | 1,80 | 0,95 |
25 | 10,0 | 1,50 | 0,85 | 63 | 10,0 | 1,50 | 0,85 |
32 | 5,0 | 1,00 | 0,55 | 80 | 10,0 | 1,50 | 0,85 |
32 | 10,0 | 1,50 | 0,85 | 80 | 20,0 | 3,00 | 1,60 |
40 | 5,0 | 1,00 | 0,55 | 100 | 10,0 | 1,50 | 0,85 |
40 | 6,0 | 1,00 | 0,55 | 100 | 20,0 | 3,00 | 1,60 |
40 | 10,0 | 1,50 | 0.85 | 125 | 20,0 | 3,00 | 1,60 |
50 | 5,0 | 1,00 | 0,55 | ||||
Профиль резьбы. Основные параметры полукруглого профиля резьбы (рис. 1, а): R=(0,515…0,525) Dw — радиус канавок; а = 45° — угол контакта шариков; ψ = arctg[Pz/(πd0)] — угол подъема резьбы (здесь z — число заходов резьбы).
На рис. 1, б показан в нормальном сечении профиль резьбы винта с разгрузочной канавкой, а в табл. 1 приведены размеры разгрузочных канавок по ОСТ 2 Р31-5-89.
ШВП с предварительным натягом. С целью устранения осевого зазора в сопряжении винт-гайка и повышения тем самым осевой жесткости и точности перемещения ведомого элемента ШВП собирают с предварительным натягом.
Для передачи с полукруглым профилем резьбы натяг создают установкой двух гаек с последующим относительным их осевым смещением. Относительное смещение гаек осуществляют установкой прокладок между ними или их относительным угловым поворотом.
Профиль резьбы и конструкцию гайки (канал возврата шариков, регулирование натяга и т.д.) определяет завод-изготовитель.