РОЛИКОВИНТОВОЙ МЕХАНИЗМ Российский патент 1994 года по МПК F16H25/24 

Изобретение относится к механическим устройствам преобразования вращательного движения в поступательное и может быть использовано в измерительных и исполнительных системах точного позиционирования или автоматического регулирования положения элементов и узлов различных установок и приборов.

Известны устройства, в которых используются тела качения между винтом и гайкой.

Аналогичным является устройство, содержащее винт, резьбовые стержни-ролики, размещенные вокруг винта и контактирующие с ним, деталь, удерживающую ролики от сближения, и гайку, контактирующую с роликами в зонах, противоположных зонам контакта винта и роликов. Вращения винта (гайки) преобразуется в поступательное перемещение гайки (винта) и определяется соотношением S= t·(ϕ/360), где S - величина поступательного движения выходного звена; t - шаг резьбы винта и роликов; ϕ - угол поворота входного звена.

Наиболее близким техническим решением является роликовинтовой механизм, содержащий корпус, установленные в нем винт, ролики, размещенные параллельно оси винта с возможностью вращения и взаимодействующие с винтом.

Недостатком этого механизма является пониженная точность.

Цель изобретения - повышение точности позиционирования поступательного движения роликовинтового механизма.

Эта цель достигается тем, что в известном роликовинтовом механизме, содержащем корпус, ходовой винт, контактирующие с ним ролики, установленные в корпусе параллельно оси винта с возможностью вращения, ролики выполнены резьбовыми, а средние диаметры d_ср.в. и d_ср.р резьбы ходового винта и роликов соответственно определяются соотношением
0 < |d_ср.р-d_ср.в| ≅ 0,5d_ср.в.
Выведено расчетное соотношение, определяющее поступательное перемещение Δ роликов (корпуса) при вращении ходового винта
Δ = t1- , где ϕ - угол поворота ходового винта.

Анализ этого соотношения показывает, что перемещение практически не зависит от шага резьбы и тем меньше, чем меньше разница между d_ср.в и d_ср.р и при d_ср.в= d_ср.р Δ = 0, так как перемещения нет. С другой стороны, увеличение разности между d_ср.в и d_ср.р ведет к уменьшению точности позиционирования, приближая ее к значению, определяемому для классической пары винт-гайка, а также для прототипа Δ = t·(ϕ/360). Поэтому при значении (d_ср.р-d_ср.в)= 0,5 d_ср.в перемещение Δ становится равным перемещению выходного звена прототипа и, следовательно, преимуществ перед ним не достигается. Этим объясняется предложенное соотношение средних диаметров винта и роликов.

Кроме того, чтобы исключить проскальзывание в роликовинтовом механизме и еще более повысить точность позиционирования целесообразно на осях роликов установить зубчатые шестерни, находящиеся в зацеплении с зубчатым колесом, расположенным соосно с ходовым винтом.

(56) 1. Хьюит А. Сб. Оптические и инфракрасные телескопы 90-х годов М. : Мир, 1983, с. 44-46.

2. Павлов Б. И. Шариковинтовые механизмы в приборостроении. Л. : Машиностроение, 1968, с. 92, рис. 50.

Изобретение предназначено для преобразования вращательного движения в поступательное в измерительных и исполнительных системах точного позиционирования и автоматического регулирования положения деталей. Механизм обеспечивает высокую точность позиционирования вне зависимости от шага резьбы ходового винта и контактирующих с ним роликов, установленных в корпусе с возможностью вращения. Средние диаметры d_ср.в и d_ср.р резьбы ходового винта и роликов соответственно определяются соотношением 0<(d_ср.р-d_ср.в)<0.5d_ср.в. Проскальзывание роликов относительно ходового винта предотвращает синхронизатор, состоящий из зубчатых шестерен, закрепленных на осях роликов и находящихся в зацеплении с зубчатым колесом. 1 з. п. ф-лы.

1. РОЛИКОВИНТОВОЙ МЕХАНИЗМ, содержащий корпус и установленные в нем винт и резьбовые ролики, размещенные параллельно оси винта с возможностью вращения и взаимодействующие с винтом, отличающийся тем, что средние диаметры резьбы ходового винта и роликов выбраны из условия
0 < (d_ср.р - d_ср.в) ≅ 0,5 d_ср.в,
где d_ср.р - средний диаметр резьбы роликов;
d_ср.в - средний диаметр резьбы ходового винта. 2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен зубчатыми шестернями по числу роликов, установленными на соответствующих осях, и зубчатым колесом, расположенным соосно с ходовым винтом и предназначенным для одновременного зацепления с зубчатыми шестернями.