Рекомендации по конструированию передачи винт — гайка скольжения.

1.Винты не должны иметь высокие буртики и глубокие канавки, в противном случае в местах резкого изменения поперечного сечения винта будут возникать высокие местные напряжения.

2. Во избежание большой деформации гайки при запрессовке и уменьшения вследствие этого зазора в резьбе толщина тела гайки 5>4 мм (см. рис. 20.1, а).

3. Для повышения долговечности передачи винты защищают от за­грязнений телескопическими трубами или цилиндрическими гармониками.

Расчет передачи винт —гайка скольжения рекомендуется вести в последовательности, изложенной в решении примера 20.1.

Контрольные вопросы

1. Как устроена передача винт — гайка и где ее применяют?

2. Какие резьбы применяют для грузовых винтов?

3. Почему в домкратах передачу выполняют самотормозящей? Какое при этом должно быть соотношение между углом подъема резьбы и приведенным углом трения?

4. Из каких материалов изготовляют винты и гайки?

5. Как устраняют осевой зазор в разъемной и сдвоенной гайке (см. рис. 20.1, 6 и 20.1, в)?

6. Чем объяснить большой выигрыш в силе в передаче винт — гайка?

7. Как определить момент, необходимый для вращения винта или гайки?

8. Что является основной причиной выхода из строя передачи винт — гайка скольжения?

9. Как выполняют проверочный расчет винта на устойчивость?

Глава 21

Передача винт — гайка качения (шариковинтовая передача)

Общие сведения

В передачах винт — гайка качения на винте и в гайке выполнены вин­товые канавки (резьба) полукруглого профиля, служащие дорожками ка­чения для шариков (рис. 21.1). Такие передачи называют шариковинтовыми.

Достоинствашариковинтовой передачи. 1. Малые потери на трение. КПД передачи достигает 0,9 и выше. 2. Высокая несущая способность при малых габаритах. 3. Возможность получения малых и точных пере­мещений. 4. Большой ресурс.

Недостатки. 1.Требование высокой точности изготовления, слож­ность конструкции гайки. 2. Требование хорошей защиты передачи от загрязнений.

Применение.Шариковинтовые передачи применяют в механизмах точных перемещений, в следящих системах и в ответственных силовых передачах (станкостроение, робототехника, авиационная и космиче­ская техника, атомная энергетика и др.).

При вращении винта шарики вовлекаются в движение по винтовым канавкам (рис. 21.1), поступательно перемещают гайку и через перепуск­ной канал возвращаются обратно. Перепускной канал выполняют меж­ду соседними (см. рис. 21.1, о) или между первым и последним (рис. 21.1, б) витками гайки. Таким образом перемещение шариков про­исходит по замкнутой внутри гайки траектории.

Наиболее распространена передача, в которой канал возврата соеди­няет два соседних витка. Число рабочих витков в гайке г^б (большее число z применяют в тяжелонагруженных передачах).

В станкостроении применяют трехвитковыегайки (рис. 21.1, а). Пе­репускной канал выполняют в специальном вкладыше, который встав­ляют в овальное окно гайки. В трехвитковой 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) независимые 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.

Полукруглый профиль резьбовой канавки винта и гайки выполня­ют радиусом на 3...5 % больше радиуса шариков (рис. 21.2, б), что создает четырехточечный контакт в винтовом канале передачи с углом а контакта шариков. Благодаря применению четырехточечного контакта зазоры в соединении винта с гайкой остаются постоянными независимо от направления действия осевой силы Fα и изменения ее величины.

Шариковинтовые передачи выполняют с однойили чаще с двумя гайками, установленными в одном корпусе 1 (рис. 21.2, а). В конструкциях

с двумя гайками наиболее просто исключить осевой зазор в сопряже­нии винт —гайка и тем самым повысить осевую жесткость передачи и точность перемещения. Устраняют осевой зазор и создают предвари­тельный натяг путем относительного осевого (например, с помощью прокладок 2 на рис. 21.2, а) или углового смещения двух гаек.

Шариковинтовые передачи стандартизованы. В соответствии с до­пускаемыми значениями кинематической погрешности установлено 10 классов точности.

Для гаек применяют стали марок ХВГ, ШХ15, 18ХГТ. Винты из­готовляют из сталей марок ХВГ, 8ХФ, 20ХЗМВФ. Рабочие поверхно­сти закаливают до твердости Н>61 HRC. Шарики изготовляют из сталей марок ШХ15, ШХ20СГ.

Комплектность деталей передачи, принятую при заводской сборке (винт, гайка, шарики), нарушать не рекомендуется.