Шариковый механизм винт-гайка качения

В такиех механизмах качения между витками резьбы винта и гайки размещены тела качения — шарики. Основные геометрические параметры передачи качения: номинальный диаметр d0 (диаметр расположения центров тел качения), шаг Р резьбы и диаметр Dw тел качения. Достоинства шарикового винтового механизма (ШВМ): малые потери на трение (высокий КПД), высокая несущая способность при маленьких габаритных размерах, высокая точность поступательного перемещения, значительный ресурс; недостатки -сложность конструкции гайки, требование высокой точности изготовления и хорошей защиты передачи от загрязнения.

На рисунок 17.2.1 (а, б) показано сечение резьбы с криволинейным профилем: полукруглым (а) и «стрельчатая арка» (б). Наибольшее распространение получила резьба с полукруглым профилем. Основные геометрические параметры ШВМ с полукруглым профилем резьбы (рисунок 17.2.1, а): номинальный диаметр d0 шаг резьбы Р; угол контакта α ( α = 45°); число заходов резьбы Z (обычно Z = 1); диаметр шарика dw ; внутренний диаметр резьбы винта d3 = d0 — 1,012 Dw ; наружный диаметр резьбы винта d = d0 — 0,35 Dw ; радиус профиля резьбы Rпр = ( 1,03 … 1,05) Rw ; смещение центра радиуса профиля Спр = ( Rпр — Rw ) sinα ; диаметр качения по профилю винта dK.B. = d0 — Dw cosα ; диаметр качения по профилю гайки dK.Г. = d0 +Dw cosα ; наружный диаметр резьбы гайки d2r = d0 + 2Rnp — 2Cnp ; внутренний диаметр резьбы гайки d3Г = d0 + 0,5 ( d0 — d ) ; радиус галтели винта rв = 0,2Rw ; радиус галтели гайки rГ = 0,15Rw ; угол подъема резьбы на диаметре dK.B. \|/ = arctg ( Pz l π dK.B. ) ; угол подъема винтовой линии на диаметре
d0 \j/0 = arctg (Pz / π d0 ).

На рисунок 17.2.4 приведена типовая конструкция ШВМ с геометрическими размерами винта и гайки. В табл. 17.2.1 даны значения динамической Са и статической C0a осевой грузоподъемности ШВМ с трехвитковыми гайками (iв =3). Для механизмов, имеющих гайки с iв , равном 1, 2, 4, 5 и 6, значения динамической осевой грузоподъемности должны быть уменьшены в 2,57; 1,42; 0,78; 0,64 и 0,55 раза, а статической осевой грузоподъемности — в 3; 1,5; 0,75; 0,6 и 0,5 раза соответственно. В соответствии с основными критериями работоспособности ШВМ расчет его ведут по динамической грузоподъемности для предупреждения усталостного разрушения и по статической грузоподъемности для предупреждения пластических деформаций рабочих поверхностей.

Схемы закрепления винтов в опорах, используемых при проектировании машин и механизмов даны на рисунок 17.2.5. Приведенные в табл. 17.2.3 значения коэффициентов μ и ν , зависящие от способа закрепления винта, применяют для расчета винтов соответственно на статическую и динамическую устойчивость.

В предназначенной для восприятия радиальной и осевой сил в обоих направлениях фиксирующей опо­ре, изображенной на рисунок 17.2.6, а, использован ради-ально-упорный конический роликовый подшипник по ГОСТ 6364-78, а в опоре, приведенной на рисунок 17.2.6, б, — комбинированный роликовый подшипник по ГОСТ 26290-90. В плавающих опорах винтов можно использовать радиальные шариковые подшипники по ГОСТ 7242-81.

В передаче, изображенной на рисунок 17.2.7, предусмотрена возможность плавного регулирования зазоров (натягов) между винтом 7, телами качения и гайками 3 и 4. Используя регулировочные винты 6 и 7, поворачивают кольцо 5 и через зубчатое соединение вращают гайку 4 относительно гайки 3.

1 2 3 4 5